資料介紹
不同的平臺(tái)的匯編代碼是不一樣的,最早的匯編在50年代就發(fā)明了,比很多人的父母的年齡都大,老掉牙,不用學(xué)習(xí)怎么寫匯編。一個(gè)公司有一個(gè)人知道怎么寫匯編就夠了。但要學(xué)習(xí)讀匯編,為什么學(xué)習(xí)匯編?
1、性能
直接翻譯為機(jī)器語(yǔ)言,性能最高。優(yōu)秀的C語(yǔ)言效率只能達(dá)到匯編的80%左右。其他高級(jí)語(yǔ)言跟匯編一比差得更遠(yuǎn)。語(yǔ)言越高級(jí)性能越差。很多bootloader和BIOS用匯編寫,匯編操作的是電腦,手機(jī)剛剛上電時(shí),硬件和初始化的那些命令,它們的性能的要求比較高,效率高開機(jī)速度更快。
分析問題
個(gè)人認(rèn)為,編程人與機(jī)器對(duì)話,我們寫C,寫JAVA,但是電腦并不認(rèn)識(shí)這些語(yǔ)言,電腦只認(rèn)識(shí)0和1;所以需要一個(gè)人來(lái)翻譯這些語(yǔ)言,這個(gè)翻譯官就是編譯器,但是編譯器不能百分之百準(zhǔn)確的表達(dá)程序員的意思,也就是所謂的翻譯有反義。例如,編譯器為了性能好一點(diǎn),可能會(huì)優(yōu)化變量和語(yǔ)句,這個(gè)過程可能好心辦壞事,把有用的操作優(yōu)化了。因此只有看懂一些匯編語(yǔ)句,才能分析程序真正執(zhí)行的流程。在問題難以定位的情況下,匯編可能是分析問題的最后一根稻草。
幫助理解硬件
有些學(xué)校的單片機(jī)課程是以匯編進(jìn)行教學(xué)的,主要原因就是匯編更貼近硬件。不過我不贊成這種做法,C語(yǔ)言能快速做出一點(diǎn)東西,有利于學(xué)生在放棄之前,增加成就感,好堅(jiān)持下去。但是匯編確實(shí)更貼近硬件。
LDR指令
為了便于理解下文,先介紹下LDR指令,其格式如下:
LDR{條件} 目的寄存器 <存儲(chǔ)器地址>
作用:將 存儲(chǔ)器地址 所指地址處連續(xù)的4個(gè)字節(jié)(1個(gè)字)的數(shù)據(jù)傳送到目的寄存器中。LDR指令的尋址方式比較靈活,實(shí)例如下:
LDR R0,[R1] ;將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,R2] ;將存儲(chǔ)器地址為R1+R2的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,#8] ;將存儲(chǔ)器地址為R1+8的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1],R2 ;將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0,并將R1+R2的值存入R1。
LDR R0,[R1],#8 ;將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0,并將R1+8的值存入R1。
LDR R0,[R1,R2]! ;將存儲(chǔ)器地址為R1+R2的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0,并將R1+R2的值存入R1。
LDR R0,[R1,LSL #3] ;將存儲(chǔ)器地址為R1*8的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,R2,LSL #2] ;將存儲(chǔ)器地址為R1+R2*4的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,,R2,LSL #2]??;將存儲(chǔ)器地址為R1+R2*4的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0,并將R1+R2*4的值存入R1。
LDR R0,[R1],R2,LSL #2 ;將存儲(chǔ)器地址為R1的字?jǐn)?shù)據(jù)讀入寄存器R0,并將R1+R2*4的值存入R1。
LDR R0,Label ;Label為程序標(biāo)號(hào),Label必須是當(dāng)前指令的-4~4KB范圍內(nèi)。
要注意的是:
LDR Rd,[Rn],#0x04 ;這里Rd不允許是R15。
另外LDRB 的指令格式與LDR相似,只不過它是將存儲(chǔ)器地址中的8位(1個(gè)字節(jié))讀到目的寄存器中。LDRH的指令格式也與LDR相似,它是將內(nèi)存中的16位(半字)讀到目的寄存器中。
LDR R0,=0xff
這里的LDR不是arm指令,而是偽指令。這個(gè)時(shí)候與MOVE很相似,只不過MOV指令后的立即數(shù)是有限制的。這個(gè)立即數(shù)必須是0X00-OXFF范圍內(nèi)的數(shù)經(jīng)過偶數(shù)次右移得到的數(shù),所以MOV用起來(lái)比較麻煩,因?yàn)橛行?shù)不那么容易看出來(lái)是否合法。
2、如何在KEIL下閱讀匯編
按d進(jìn)入debug模式,在view下選擇disassembly window 。
看光標(biāo),c文件下指向了main函數(shù)的第一行。
匯編窗口也指向了對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句。但是,在執(zhí)行C語(yǔ)言的第一行之前,仍然有許多操作要做,比如變量放在哪?在哪里調(diào)用了main函數(shù)等,這些操作都被集成開發(fā)環(huán)境IDE給封裝起來(lái)了。我們必須知道,在執(zhí)行main函數(shù)之前,有許多事情要做,只不過,初學(xué)的時(shí)候不必理會(huì)。以下是C語(yǔ)言源碼,功能是點(diǎn)亮LED。
//main.c #include int main(void) { RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN; GPIOB->CRL &= ~(0xf<<(1*4)); GPIOB->CRL |= 0x2<<(1*4); GPIOB->ODR &= ~(1<<1); return 0; } //main.h #define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018) #define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010c00) #define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010c0c)
匯編窗口往上翻,確實(shí)很多語(yǔ)句,先看這幾行代碼的匯編:
先說(shuō)最常用的兩句匯編:
LDR r0,[r1] r0 = *r1
STR r0,[r1] *r1 = r0
MOV r0,r1 r1->r0拷貝
從內(nèi)存0x0800 017c的32位數(shù)據(jù)拷貝到r0:
r0 = * 0x0800 017c
我們看到的 1000 4002其實(shí) 就是0x4002 1000。這里邊有個(gè)知識(shí)點(diǎn)叫做大小端模式,以下簡(jiǎn)單講解,不能理解就記住。
這個(gè)數(shù)據(jù)是在地址是這么存放的:
7C 7D 7E 7F
00 10 02 40
實(shí)際數(shù)據(jù)是0x4002 1000
* 0x0800 017c=0x4002 1000
然后r0的值+0x18也就是24 因?yàn)檫@個(gè)是第6號(hào)(第6號(hào)就是第7個(gè)的意思)元素
得到r0 = *0x4002 1018,r0的值由一個(gè)地址,變成了地址所存放的數(shù)據(jù)。
然后是或0x08操作,結(jié)果再?gòu)?fù)制給r0,*0x4002 1018 |=0x08
給r1分配地址,這個(gè)地址也是0x4002 1000, r1 = *0x4002 1000
把r0存放的值,(不是r0的地址,)存到r1+18的空間上
*(r1+0x18) = r0
*0x4002 1018 = (*0x4002 1018 |=0x08)
*0x4002 1018|=0x08
最終結(jié)果:地址4002 1018的數(shù),執(zhí)行了或0x08的操作。再分析下一句 :
前兩句給r0分配空間,r0 = *0x4001 0c00
然后用BIC清除數(shù)據(jù)位,把4-7位清零,結(jié)果再賦值給r0。
*0x4001 0c00 &= ~(0xf0)
r1 = *0x4001 0c00
*0x4001 0c00 &= ~(0xf0)
剩下的不再詳細(xì)分析,直接給答案 :
***0x4001 0c00 |= 0x20
0x4001 0c0c &= ~(0x02)*
最終,可以看到C語(yǔ)句被翻譯成了意料之中的匯編語(yǔ)句,自己的意圖被機(jī)器準(zhǔn)確的理解了。
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