[arm汇编-译] 01 简介

原文地址:http://thinkingeek.com/arm-assembler-raspberry-pi/
阅读建议:尽量阅读原文


一般来讲,学习高级语言要比学习汇编有用的多。但学习一些汇编也是有好处的。本系列文章的目的并不是要去精通汇编语言编程,而是作为一个入门教程,希望大家通过学习可以了解一些底层的细节。

ARM介绍


下面只是介绍一些常用的细节,并不全面。

ARM是32位结构并遵循一个简单的设计原则:flexibility(灵活)。这对于集成商(芯片厂商)来讲是非常方便的(在设计硬件的时候有非常大的自由),但对于系统开发者特别是需要考虑硬件多样性的开发者来讲就不那么友好了。教程中的代码等都在 树莓派 硬件平台验证过。

虽然有些部分可以在其他ARM平台运行,但有些只能在  树莓派 上运行,教程中并未进行区分。参考:ARM官网

书写汇编程序


汇编语言只是基于机器码实现的非常简单的语法规则。

机器码(二进制码)是只机器可执行的序列。是指令的集合,指令是被编码成二进制形式(具体的编码规则可参考ARM教程)。当然直接使用二进制指令编写代码是非常费力的。

因此我们使用ARM汇编语言编写程序。由于计算机无法直接执行汇编程序,因此我们使用 汇编器 将其转换成可直接执行的机器码序列。汇编器又称为 GNU汇编器,原因是其属于GNU项目的一部分。

第一个汇编程序


下面我们开始写第一个汇源程序,非常简单,只是返回一个错误码。

/* -- first.s */
/* This is a comment */
.global main /* 'main' is our entry point and must be global */
.func main /* 'main' is a function */ 
main: /* This is main */ 
  mov r0, #2 /* Put a 2 inside the register r0 */ 
  bx lr /* Return from main */

Create a file called first.s
and write the contents shown above. Save it.
打开一个文本编辑器如vim,新建一个汇编源文件first.s (汇编文件一般都以.s结尾)。输入上面代码,保存退出。

执行下面命令:

$ as -o first.o first.s

命令执行后会产生first.o。现在链接成可执行程序:

1$ gcc -o first first.o

如果一切顺利我们会得到一个可执行程序first。拷贝到目标平台执行:

./first

没有任何输出,如下命令获取错误码:

$ ./first ; echo
$ 2

错误码2就是上面代码赋值的。将下面编译脚本保存一下,后续就不需要每次手动编译了。

# Makefile
all: first 
first: first.o  
    gcc -o $@ $+ 
first.o : first.s   
    as -o $@ $< 
clean: 
    rm -vf first *.o

代码解释

上面代码实现了一个c的main函数,只做了“返回2”的动作。并且使用c的runtime帮我们实现了应用程序的初始化和退出的工作。后续的示例代码都使用这种方式。

下面一行一行解释。

1 /* -- first.s */
2 /* This is a comment */

这些是注释,注释是包括在/**/中的内容。汇编器会忽略这些内容,但一般不要内嵌。

3 .global main /* 'main' is our entry point and must be global */

这是一个GNU汇编器指令。汇编器指令用于控制汇编行为。以 "." 开头,后面跟指令的名字以及一些参数。上述代码表示main是一个全局变量,只有这样c runtime才能调用到main函数。如果不声明为全局的,c runtime将不能调用进而链接过程会失败

4 .func main /* 'main' is a function */

这又是另一个汇编器指令,将main声明为函数。由于汇编程序一般包含指令(代码)和数据,因此我们需要显示的将main声明为函数,即代码。

6 main: /* This is main */

汇编代码如果不是汇编器指令一般都是如下形式:label:instruction
空白行会被忽略。A line with onlylabel:, applies that label to the next line (you can have more than one label referring to the same thing this way).
instruction表示汇源源代码,上面的代码只定义了main label没有代码。

7 mov r0, #2 /* Put a 2 inside the register r0 */

前面的空白字符会被忽略,但缩进格式表示下面代码属于main函数。上面代码是mov指令,表示设置寄存器r0的值为2。下一章会涉及到更多的寄存器,还会涉及到立即数等,在arm指令中,目标参数一般都在左边。

8 bx lr /* Return from main */

bx指令表示“branch-跳转 和 exchange-变换”,这里先不关心变换。跳转指令会改变指令的执行流程。arm处理器指令的执行方式是顺序的,一条接着一条,因此执行完mov指令后,会执行bx。跳转指令用于显示的修改执行序列,上面的指令的含义是跳转到lr寄存器指示的位置继续执行。暂时我们先不关心lr的内容,只需知道bx使得程序跳出了main函数,并结束了程序的执行。

简单介绍下错误码(error code),main函数执行的结果就是这个应用的错误码,当程序执行完毕,错误码需要保存在r0寄存器中。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,088评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,715评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,361评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,099评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 60,987评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,063评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,486评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,175评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,440评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,518评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,305评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,190评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,550评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,880评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,152评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,451评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,637评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容