ARM匯編程序設(shè)計(jì)之匯編語言文件格式

　10.3.1 ARM匯編語言語句格式
　　ARM（Thumb）匯編語法語句格式如下所示。
　　{symbol}{instruction|directive|pseudo-instruction}{;comment}
　?、?symbol
　　程序符號。通常為地址標(biāo)號（label）。在指令和偽指令中通常為標(biāo)號；在一些偽操作中符號可能是變量或常數(shù)。詳見ARM偽操作一節(jié)。
　　在書寫中，符號必須從一行的行頭開始，前面不能包含空格或制表符tab。
　?、?instruction
　　ARM或Thumb指令。
　?、?directive
　　偽操作。詳見ARM偽操作一節(jié)。
　　④ pseudo-instruction
　　ARM偽指令。詳見ARM偽指令一節(jié)。
　?、?comment
　　語句注釋。注釋以分號（；）開頭，注釋的結(jié)尾即為一行的結(jié)尾。為了程序清晰易讀，注釋也可以單獨(dú)占用一行。匯編器在對程序進(jìn)行匯編時忽略注釋。
　　在匯編語言程序設(shè)計(jì)中，每一條指令的助記符可以全部用大寫或全部用小寫，但不允許在一條指令中大、小寫混用。
　　同時，如果一條語句太長，可將該長語句分為若干行來書寫，在行的末尾用“\”表示下一行與本行為同一條語句。
　　10.3.2 ARM匯編語言中的符號
　　在匯編語言程序設(shè)計(jì)中，經(jīng)常使用各種符號代替地址（addresses）、變量（variables）和常量（constants）等，以增加程序的靈活性和可讀性。盡管符號的命名由編程者決定，但并不是任意的，必須遵循以下的約定。
　?。?）符號區(qū)分大小寫，同名的大、小寫符號會被編譯器認(rèn)為是兩個不同的符號。
　?。?）符號在其作用范圍內(nèi)必須惟一。
　?。?）自定義的符號名不能與系統(tǒng)的保留字相同。其中保留字包括系統(tǒng)內(nèi)部變量
　?。╞uilt in variable）和系統(tǒng)預(yù)定義（predefined symbol）的符號。
　?。?）符號名不應(yīng)與指令或偽指令同名。如果要使用和指令或偽指令同名的符號要用雙斜杠“||”將其括起來，如“||ASSERT||”。
　　注意雖然符號被雙斜杠括起來，但雙斜杠并非符號名的一部分。
　　（5）局部標(biāo)號以數(shù)字開頭，其他的符號都不能以數(shù)字開頭。
　　1．變量（variable）
　　程序中的變量是指其值在程序的運(yùn)行過程中可以改變的量。ARM（Thumb）匯編程序所支持的變量有三種。
　　· 數(shù)字變量（numeric）。
　　· 邏輯變量（logical）。
　　· 字符串變量（string）。
　　數(shù)字變量用于在程序的運(yùn)行中保存數(shù)字值，但注意數(shù)字值的大小不應(yīng)超出數(shù)字變量所能表示的范圍。
　　邏輯變量用于在程序的運(yùn)行中保存邏輯值，邏輯值只有兩種取值情況：真（{TURE}）和假（{FALSE}）。
　　字符串變量用于在程序的運(yùn)行中保存一個字符串，注意字符串的長度不應(yīng)超出字符串變量所能表示的范圍。
　　在ARM（Thumb）匯編語言程序設(shè)計(jì)中，可使用GBLA、GBLL、GBLS偽指令聲明全局變量，使用LCLA、LCLL、LCLS偽指令聲明局部變量，可使用SETA、SETL和SETS對其進(jìn)行初始化。
　　2．常量（constants）
　　程序中的常量是指其值在程序的運(yùn)行過程中不能被改變的量。ARM（Thumb）匯編程序所支持的常量有數(shù)字常量、邏輯常量和字符串常量。
　　數(shù)字常量一般為32位的整數(shù)，當(dāng)作為無符號數(shù)時，其取值范圍為0～232?1，當(dāng)作為有符號數(shù)時，其取值范圍為?231～231?1。匯編器認(rèn)為?n和232?n是相等的。對于關(guān)系操作，如比較兩個數(shù)的大小，匯編器將其操作數(shù)看作無符號的數(shù)，也就是說“0》?1”，對匯編器來說取值為“假（{FLASE}）”。
　　邏輯常量只有兩種取值情況，真或假。
　　字符串常量為一個固定的字符串，一般用于程序運(yùn)行時的信息提示。
　　3．程序中的變量代換
　　匯編語言中的變量可以作為作為一整行出現(xiàn)在匯編程序中，也可以作為行的一部分使用。
　　如果在數(shù)字變量前面有一個代換操作符“$”，編譯器會將該數(shù)字變量的值轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制的字符串，并將該十六進(jìn)制的字符串代換“$”后的數(shù)字變量。
　　如果在邏輯變量前面有一個代換操作符“$”，編譯器會將該邏輯變量代換為它的取值（真或假）。
　　如果在字符串變量前面有一個代換操作符“$”，編譯器會將該字符串變量的值代換“$”后的字符串變量。
　　如果程序中需要字符“$”，則可以用“$$”來表示。匯編器將不進(jìn)行變量替換，而是將“$$”作為“$”。
　　下面的兩個例子說明了變量替換的過程。
　　; 直接的變量替換
　　GBLS add4ff
　　;
　　add4ff SETS “ADD r4，r4，#0xFF” ;給變量add4ff賦值
　　$add4ff.00 ;引用變量
　　; codes
　　ADD r4，r4，#0xFF00
　　; 有特殊符號的變量替換
　　GBLS s1
　　GBLS s2
　　GBLS fixup
　　GBLA count
　　;
　　count SETA 14
　　s1 SETS “a$$b$count” ;s1 =a$b0000000E
　　s2 SETS “abc”
　　fixup SETS “|xy$s2.z|” ;fixup= |xyabcz|
　　|C$$code| MOV r4，#16 ;label= C$$code
　　4．程序標(biāo)號（label）
　　在ARM匯編中，標(biāo)號代表一個地址，段內(nèi)標(biāo)號的地址在匯編時確定，而段外標(biāo)號地址值在鏈接時確定。根據(jù)標(biāo)號的生成方式，程序標(biāo)號分為以下三種。
　　· 程序相關(guān)標(biāo)號（Program-relative labels）。
　　· 寄存器相關(guān)標(biāo)號（Register-relative labels）。
　　· 絕對地址（Absolute address）。
　?。?）程序相關(guān)標(biāo)號
　　程序相關(guān)標(biāo)號指位于目標(biāo)指令前的標(biāo)號或程序中的數(shù)據(jù)定義偽操作前的標(biāo)號。這種標(biāo)號在匯編時將被處理成PC值加上或減去一個數(shù)字常量。它常用于表示跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址或代碼段中所嵌入的少量數(shù)據(jù)。
　?。?）寄存器相關(guān)地址
　　這種標(biāo)號在匯編時將被處理成寄存器的值加上或減去一個數(shù)字常量。它常被用于訪問數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)。這種基于寄存器的標(biāo)號通常用MAP和FIELD偽操作定義，也可以用EQU偽操作定義。
　　（3）絕對地址
　　絕對地址是一個32位的數(shù)字量，使用它可以直接尋址整個內(nèi)存空間。
　　5．局部標(biāo)號
　　局部標(biāo)號是一個0～99之間的十進(jìn)制數(shù)字，可重復(fù)定義。局部標(biāo)號后面可以緊接一個通常表示該局部變量作用范圍的符號。局部變量的作用范圍為當(dāng)前段，也可以用偽操作ROUT來定義局部標(biāo)號的作用范圍。
　　局部標(biāo)號在子程序或程序循環(huán)中常被用到，也可以配合宏定義偽操作（MACRO和MEND）來使程序結(jié)構(gòu)更加合理。
　　在同一個段中，可以使用相同的數(shù)字命名不同的局部變量。默認(rèn)情況下，匯編器會尋址最近的變量。也可以通過匯編器命令選項(xiàng)來改變搜索順序。
　　局部變量命名語法如下。
　　n{routname}
　　局部變量引用的語法格式如下。
　　%{F|B}{A|T}n{routname}
　　其中，routname為變量作用范圍名稱；%表示引用操作；F指示匯編器只向前搜索；B指示匯編器只向后搜索；A指示匯編器搜索所有宏的嵌套。T指示匯編器只搜索宏的當(dāng)前層。
　　如果在引用過程中，沒有指定F和B，則匯編器先向后搜索，再向前搜索。
　　如果A和T沒有指定，匯編器搜索所有從當(dāng)前層次到宏最高層次，比當(dāng)前層次低的層次不再搜索。
　　如果指定了routname，匯編器向前搜索最近的ROUT操作，若routname與該ROUT偽操作定義的名稱不匹配，匯編器報(bào)告錯誤并結(jié)束匯編。
　　10.3.3 匯編語言程序中的表達(dá)式和運(yùn)算符
　　在匯編語言程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用各種表達(dá)式，表達(dá)式一般由變量、常量、運(yùn)算符和括號構(gòu)成。常用的表達(dá)式有數(shù)字表達(dá)式、邏輯表達(dá)式和字符串表達(dá)式。
　　下面分別介紹表達(dá)式中各元素。
　　1．字符串表達(dá)式
　　字符串表達(dá)式一般由字符串常量、字符串變量、運(yùn)算符和括號構(gòu)成。字符串由包含在雙引號內(nèi)的一系列字符組成。編譯器所支持的字符串最大長度為512字節(jié)。
　　當(dāng)在字符串中包含“$”或引號時，可以用“$$”表示“$”，用兩個雙引號表示一個雙引號。
　　例如：
　　abc SETS “one ”“ double quote”
　　def SETS “one $$ dollar symbol”
　　上面的例子分別將字符串a(chǎn)bc和def賦值為“one “ double quote”和“one $ dollar symbol”。
　　字符串可以通過SETA、SETL、SETS偽操作對其賦值。
　　常用的與字符串表達(dá)式相關(guān)的運(yùn)算符如下。
　　· LEN：計(jì)算字符串長度運(yùn)算符。
　　· CHR：ASCII碼轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。
　　· STR：字符串轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。
　　· LEFT：字符串取左運(yùn)算符。
　　· RIGHT：字符串取右運(yùn)算符。
　　· CC：字符串連接運(yùn)算符。
　　詳見后面操作符一節(jié)。
　　下面的例子說明了如何使用字符串操作符給字符串變量賦值。
　　improb SETS ”literal“：CC：（strvar2:LEFT:4）
　　這個例子將字符串賦值為“l(fā)iteralatrv”。
　　2．整數(shù)表達(dá)式
　　整數(shù)表達(dá)式一般由數(shù)字常量、數(shù)字變量、數(shù)字運(yùn)算符和括號構(gòu)成。
　　整數(shù)表示式可以包含寄存器相關(guān)（register-relative）或程序相關(guān)（program-relative）表達(dá)式，這些表達(dá)式在編譯時被匯編器翻譯為地址無關(guān)數(shù)字常量。
　　整數(shù)表達(dá)式一般被計(jì)算為32位的整數(shù)，當(dāng)此整數(shù)被定義為無符號數(shù)時，其取值范圍為0～232-1，當(dāng)被定義為有符號數(shù)時，其取值范圍為-231～231-1。匯編器認(rèn)為-n和232-n是相等的。對于關(guān)系操作，如比較兩個數(shù)的大小，匯編器將其操作數(shù)看作無符號的數(shù)，也就是說“0》-1”對匯編器來說取值為“假（{FLASE}）”。
　　下面的例子說明了在程序中，如何對整數(shù)表達(dá)式進(jìn)行操作。
　　a SETA 256*256 ;將數(shù)字變量賦值為 256*256
　　MOV r1，#（a*22） ;將數(shù)字表達(dá)式（a*22） 的值放入r1
　　匯編語言中，整數(shù)數(shù)字量有以下幾種形式。
　　· 十進(jìn)制數(shù)（decimal-digis）
　　· “0x”+ 十六進(jìn)制數(shù)（0xhexadecimal-digits）
　　· “&”+ 十六進(jìn)制數(shù)（&hexadecimal-digits）
　　· n進(jìn)制數(shù)（n_base-n-digits）
　　· 字符（character）
　　其中，十進(jìn)制數(shù)（decimal-digis）可以是“0”到“9”數(shù)字的任意組合；十六進(jìn)制數(shù)（hexadecimal-digits）可以是“0”到“9”數(shù)字和字母“A”到“F”的任意組合；“n_”可以取2到9，“base-n-digits”是在n進(jìn)制下合法的任意數(shù)值；字符（character）可以是除單引號以外的所有字符。
　　下面的例子說明了整數(shù)表達(dá)式的基本用法。
　　a SETA 34906
　　addr DCD 0xA10E
　　LDR r4，=&1000000F
　　DCD 2_11001010
　　c3 SETA 8_74007
　　DCQ 0x0123456789abcdef
　　LDR r1，=‘A’ ;ARM偽指令將整數(shù)65（A的ASCII碼）存入寄存器
　　ADD r3，r2，#‘\’‘ ;將整數(shù)39（字符“/”的ASCII碼）加到r2，結(jié)果存入r3
　　3．浮點(diǎn)數(shù)字量表達(dá)式
　　浮點(diǎn)數(shù)字量有以下幾種形式。
　　· {-}digitsE{-}digits。
　　· {-}{digits}.digits{E{-}digits}。
　　· 0xhexdigits。
　　· &hexdigits。
　　其中，digits為十進(jìn)制數(shù)，要在其后加上字母E（大寫或小寫）來表示其指數(shù)；hexdigits為十六進(jìn)制數(shù)。
　　單精度浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍為1.17549435e?38～3.40282347e+38；雙精度浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍為2.22507385850720138e-308～1.79769313486231571e+308。
　　下面的例子說明了浮點(diǎn)數(shù)據(jù)量的基本用法。
　　DCFD 1E308，-4E-100
　　DCFS 1.0
　　DCFD 3.725e15
　　LDFS 0x7FC00000 ;
　　LDFD &FFF0000000000000 ;
　　4．邏輯表達(dá)式
　　邏輯表達(dá)式一般由邏輯量、邏輯運(yùn)算符和括號構(gòu)成，其表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果為真或假。與邏輯表達(dá)式相關(guān)的運(yùn)算符有“=”、“》”、“《”、“》=”、“《= ”、“/=”、“ 《》” 運(yùn)算符和“LAND”、“LOR”、“LNOT”及“LEOR”運(yùn)算符。
　　5．程序或寄存器相關(guān)表達(dá)式
　　寄存器相關(guān)表達(dá)式的值等于指定寄存器的值加上或減去一個數(shù)字表達(dá)式。
　　程序相關(guān)表達(dá)式的值等于程序計(jì)數(shù)器PC的值加上或減去一個數(shù)字表達(dá)式的值。此種表達(dá)式通常由程序中的標(biāo)號與一個數(shù)字表達(dá)式組成。
　　下面的例子說明了程序或寄存器相關(guān)表達(dá)式的基本使用方法。
　　LDR r4，=data+4*n ;n 是匯編時取值變量
　　; code
　　MOV pc，lr
　　data DCD value0
　　; n-1 個DCD 偽操作
　　DCD valuen ;data+4*n 指向此
　　;更多DCD偽操作
　　6．匯編中的操作符
　?。?）操作符的優(yōu)先級
　　在匯編語言程序設(shè)計(jì)中，表達(dá)式包含一個擴(kuò)展的操作符集，這些操作符和高級語言中的運(yùn)算符十分接近。其運(yùn)算次序遵循如下的優(yōu)先級。
　?、?優(yōu)先級相同的雙目運(yùn)算符的運(yùn)算順序?yàn)閺淖蟮接摇?br /> 　?、?相鄰的單目運(yùn)算符的運(yùn)算順序?yàn)閺挠业阶?，單目運(yùn)算符的優(yōu)先級高于其他運(yùn)算符。
　?、?括號運(yùn)算符的優(yōu)先級最高。
　　匯編語法的操作符優(yōu)先級和C語言中的不完全相同。例如在匯編中，下面的匯編語言
　?。?+2∶SHR∶3）相當(dāng)于（1+（2∶SHR∶3）），而在C語言中，運(yùn)算則變?yōu)椋ǎ?+2）》》3）=0。類似于這樣的操作，在使用時要特別注意。
　　注意為了保證表達(dá)式運(yùn)算結(jié)果的正確，建議使用“（）”來避免異義。