ARM裸機開發bootloader彙編語言

一、彙編語言概述

1、為什麼要使用彙編

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201611/318213.htm

一般情況下我們不會用到彙編，但有兩種情況下，我們要用到彙編。

1、啟動代碼。編寫bootloader和內核時使用，主要是對cpu和內存進行初始化時使用，因為這個時候還沒有c語言的環境（堆棧還沒有建立），所以不能用c語言。

2、高效率的特殊需求。因為彙編語言的執行效率要高於c語言，所以對某些對效率要求高的程序要用到彙編，可以是彙編與c語言的混合編程。

2、彙編分類

1、ARM標準彙編，適用於windows平臺下ARM公司開發的彙編器ADS。

2、GNU彙編，linux平臺下GNU交叉編譯工具鏈中的彙編器。它與ARM標準的一點不同是GNU彙編要在段標記符前加點，例如 .text。而ARM標準則不需要這個點。

3、彙編程序框架

(.section).text.global _start_start:例子start.Sstart.S.text.global _start_start:mov r1 #1mov r2 #2mov r3 #3
makefile文件all:start.oarm-linux-ld -Ttext 0x50000000 -o start.elf $^start.o:start.Sarm-linux-gcc -g -c -o $@ $^clean:rm *.o *.elf
4、eclipse彙編和調試
調試之前要對調試進行設置，調試的對象是elf文件。還要輸入初始化腳本，目的是對處理器進行初始化。
終止用Run-Terminate
二、彙編指令分類學習
1、算術與邏輯指令mov mvn add sub and bic
2、比較指令cmp tst
3、跳轉指令b bl
4、移位指令lsl ror
5、程序狀態字訪問指令msr mrs
6、存儲器訪問指令ldr str
http://blog.csdn.net/quyang0602/article/details/7527496
http://yxmyifeng.blog.163.com/blog/static/12978978220100194272529/
.text.global _start_start:@存儲器訪問指令mov r0, #0xfmov r1, #0xff@str r0, [r1]@ldr r2, [r1]@ 程序狀態字訪問指令mrs r0, cpsrorr r0, r0, #0b100msr cpsr, r0@移位指令mov r1, #0b110000mov r1, r1, lsl#2mov r1, r1, ror#4@跳轉指令mov r1, #6mov r2, #5cmp r1, r2bgt branch1b endbranch1:sub r3, r1, r2end:nopbl func1mov r1, r2func1:mov r1, r2mov pc, lr@比較指令mov r1, #2cmp r1, #1mov r1, #1cmp r1, #2mov r1, #1cmp r1, #1mov r1, #0b1011tst r1, #0b01mov r1, #0b1011tst r1, #0b100@算術與邏輯指令mov r1, #8mov r2, r1mov r3, #10mvn r1, #0b11mvn r2, #5mvn r3, r1mov r1, #9sub r2, r1, #4sub r3, r1, r2mov r1, #1mov r2, #2add r3, r1, #44add r3, r1, r2mov r1, #0b1011and r2, r1, #0b11mov r1, #0b1011bic r2, r1, #0b101

三、偽指令
1、ARM偽指令怎麼定義
ARM偽指令沒有對應的機器碼，只有在編譯過程中起作用，或者轉化成其他實際執行的指令來進行操作。
任何的CPU執行的都是機器碼，也就是二進位映像文件。
2、偽指令的學習方法
對elf文件進行反彙編，查看反彙編文件中偽指令是如何轉化為其他指令執行的。
arm-linux-objdump -D -S
ARM的機器碼是32位的整數，被分為幾個段，每個段都有自己的意義。機器碼與每條指令是一一對應的。
3、偽指令定義
.global全局
.data數據
.ascii字符串
.byte字節
.word字
.align對齊
.equ宏
.equ DA,0x89mov r0,#DA.align 4

4、操作類偽指令
nop 空指令，等效於 mov ro, ro 可以用於延時，保證時序要求。
ldr
mov ro, 0x1ff 這樣定義就會出錯，因為mov的操作數最多只有8位，另外4位是左右移動表示位。
解決方案：
ldr ro, =0x1ff 等效於ldr r0, [pc, #-4]
四、ARM協處理器訪問指令
1、什麼是協處理器
協處理器顧名思義就是助手的意思，協處理器可以幫助中央處理器處理一些特定的事務，例如數學協處理器，就可以處理一些數學方面的運算。協處理器有自己的寄存器，cpu通過訪問協處理器的寄存器實現與協處理器的協同工作。
2、ARM的CP15
ARM最多達16個協處理器，CP15共提供了16組寄存器，下面是一段來自ARM11手冊的CP15的原文介紹
The purpose of the system control coprocessor, CP15, is to control and provide status information for the functions implemented in the ARM1176JZF-S processor. The main functions of the system control coprocessor are:
1、overall system control and configuration
2、cache configuration and management
3、Tightly-Coupled Memory(TCM)緊耦合內存，性能類似cache
4、Memory Management Unit(MMU) configuration and management
5、DMA control
6、system performance monitoring.
3、協處理器的訪問指令
mcr和mrc，mcr實現通用寄存器數據向協處理器傳送。mrc實現了協寄存器向通用寄存器的傳送。
下面是一個例子（參考ARM11手冊編寫）
.text.global _start_start:mrc p15, 0, r0, c0, c0, 0nop