arm

 

ARM v3及以上版本

 

寄存器

ARM总共有37个寄存器

ARM （v3及以上版本）包括30个通用寄存器，程序计数器（pc寄存器），CPSR，5个SPSR寄存器

 

通用寄存器

r0,r1,r2,r3,...,r14:这15个通用寄存器在任何时候都是可见的（这取决于当前的处理器模式）

 

pc

程序计数器通过以r15(或pc)的形式访问。

 

CPSR

The Current Program Status Register

 

SPSR

Saved Program Status Registers

 

 

预定义的寄存器和协处理器

所有的寄存器和协处理器是大小写敏感的。

 

预定义的寄存器

1、r0-r15 and  R0-R15

2、a1-a4 (argument, result, or scratch registers, synonyms for r0 to r3)

3、v1-v8 (variable registers, r4 to r11)

4、sb and  SB (static base, r9)

5、sl and  SL (stack limit, r10)

6、fp and  FP (frame pointer, r11)

7、ip and  IP (intra-procedure-call scratch register, r12)

8、sp and  SP (stack pointer, r13)

9、lr and  LR (link register, r14)

lr寄存器存放着返回地址。

 

10、pc and  PC (program counter, r15).

 

预定义的程序状态寄存器

1、cpsr and  CPSR (current program status register)

2、spsr and  SPSR (saved program status register).

 

预定义的浮点（floating-point）寄存器

1、f0-f7 and  F0-F7 (FPA registers)

2、s0-s31 and  S0-S31 (VFP single-precision registers)

3、d0-d15 and  D0-D15 (VFP double-precision registers).

 

预定义的协处理器

1、p0-p15 (coprocessors 0-15)

2、c0-c15 (coprocessor registers 0-15).

 

处理器模式

支持7种模式

1、User

2、FIQ - Fast Interrupt Request

3、IRQ - Interrupt Request

4、Supervisor

5、Abort

6、Undefined

7、System (ARM architecture v4 and above).

 

惯例

在ARM汇编语言中，r13用于sp（stack pointer，栈指针寄存器）

在C/C++编译器中，r13总是用于sp（stack pointer，栈指针寄存器）

 

在User模式下，r14用于lr（link register），用于在调用subroutine时，存储调用后要跳转的返回地址。当然，r14也可以用作通用目的寄存器，如果返回地址保存在栈上的话。

 

在异常处理模式下，r14用于异常的返回地址，或者如果在异常中执行subroutine调用，用于保存subroutine的返回地址。r14也可以用作通用目的寄存器，如果返回地址保存在栈上的话。

 

指令集

Branch指令

Branch相关指令分为Branch（分支）和Link（连接）

 

B

BL

BX

BLX

 

ARM汇编语言

ARM汇编语言编译器主要就是ARM编译器和GNU AS编译器。

 

这里主要采用GNU AS编译器

 

和编译x86汇编语言一样，GNU AS编译器也可以用于编译ARM汇编语言。

不同的是，在x86汇编语言中，采用#注释一行，而在ARM汇编语言中，采用@注释一行。当然这也跟编译器版本有关，在老的版本中还有以！注释一行，如as86，ld86。

 

函数调用

ARM不像x86直接支持call/ret指令完成调用和返回。ARM没有这样的指令，只是单纯的认为是pc寄存器在执行指令间的跳转。pc寄存器就相当于x86的IP/EIP寄存器。

ARM通过Branch（分支）和Link（连接）相关指令控制pc寄存器跳转。

 

	.globl _start
.text

_add:
	ADD r0, r0, r1	@ add r0, r1 -> r0
	MOV pc, lr	@ ret

_start:	
	MOV r0, #11
	MOV r1, #33
	BL   _add

>arm-linux-androideabi-as.exe add_test.asm -o add_test.o

 

>arm-linux-androideabi-ld.exe add_test.o -o add_test.elf

 

>arm-linux-androideabi-objcopy.exe -O binary add_test.elf add_test.bin

 

>arm-linux-androideabi-objdump.exe -S add_test.o

 

add_test.o:     file format elf32-littlearm

 

 

Disassembly of section .text:

 

00000000 <_add>:

   0:   e0800001        add     r0, r0, r1

   4:   e1a0f00e        mov     pc, lr

 

00000008 <_start>:

   8:   e3a0000b        mov     r0, #11

   c:   e3a01021        mov     r1, #33 ; 0x21

  10:   eafffffa        bl       0 <_add>

 

 

Arm® Architecture Registers：https://static.docs.arm.com/ddi0595/d/SysReg_xml_v85A-2019-06.pdf?_ga=2.86705496.1989740994.1564081823-1830638344.1556638170

 

ARM指令集：https://developer.arm.com/architectures/instruction-sets

Arm® A32/T32 Instruction Set Architecture： https://static.docs.arm.com/ddi0597/d/ISA_AArch32_xml_v85A-2019-06.pdf?_ga=2.90287706.1989740994.1564081823-1830638344.1556638170

 

Arm® A64 Instruction Set Architecture：https://static.docs.arm.com/ddi0596/d/ISA_A64_xml_v85A-2019-06_OPT.pdf?_ga=2.152684281.1989740994.1564081823-1830638344.1556638170