ARM微架构与程序编写
目录
1.流水线
2.指令流水线
3. 多核处理器编辑
4. 工程搭建
4.1为Keil软件配置编译工具链
5.程序编写
5.1 数据处理指令
5.2 带标志位的加法ADC ADDS
5.3 跳转指令B\BL
5.4 单寄存器内存访问
5.5 批量寄存器内存访问
5.6 栈的应用->叶子函数的调用过程
5.6 栈的应用->非叶子函数的调用过程
1.流水线
2.指令流水线
3. 多核处理器
4. 工程搭建
4.1为Keil软件配置编译工具链
4.1.1创建新工程
4.1.2设置工程保存的路径和工程的文件名字，在这里我将工程保存到 ARM-ASM 文件夹下，将工程命名为 arm-asm。
4.1.3 设置我们工程支持哪款 CPU，这里我们选择 Samsung 的 S3C2440A 芯片
4.1.4 单击“OK”之后，弹出提示框是否导入启动文件，选择“否”：
4.1.5建好工程后，软件界面如下图所示：
4.1.6 添加.s汇编文件到工程中
4.1.7 在.s汇编文件中写汇编代码
5.程序编写
1指令：编译完生成一条机器码存储在内存单元当中，CPU执行时能完成对应的操作
1) 数据处理指令： 对数据进行逻辑、算数运算
2) 跳转指令： 实现程序的跳转，实质是修改PC
3) Load/Store指令：对内存的读写操作
4)状态寄存器传送指令：对CPSR进行读写操作
5)异常中断产生指令：触发软中断，常用于内核的系统调用
6）协处理器指令；操作协处理器的指令
2.伪操作：不会生成机器码也不会占用内存，其作用是告诉编译器怎样编译（类似C中的宏定义）
3.伪指令：不是指令，编译器在编译时将其替换成等效的指令
5.1 数据处理指令
AREA RESET,CODE,READONLY;定义一个代码段RESET,属性为只读
ENTRY ;程序的入口
; 1）数据处理指令
; 搬移指令 MOV 作用：赋值=
MOV R0,#2
MOV R1,#3
MOV R2,#1
MOV R3,#3
MOV R4,#4
MOV PC,#0 ;PC取址0 循环;数据取反指令 MVN
MVN R4,#0X000000FF ;R4=~0X000000FF=0XFF000000
MOV R5,#255; 立即数：合法的数，包含在指令中的数
; 与普通变量的区别：立即数是存储在寄存器中，执行速度快
; 缺点：长度有限 这里规定最大为12bit，2^12=4096个数（连续数:0-255）其余为离散数
LDR R5,=0X12345678
; 加法指令 ADD
ADD R2,R0,R1 ;R2=R0+R1
; 减法指令 SUB
SUB R2,R1,R0 ;R2=R1-R0
; 乘法指令 MUL
MUL R2,R0,R1 ;R2=R0*R1
END
; nzcv验证
; SUBS R2,R0,R1 ;验证N 加S并使用减法指令产生负数，验证N位，发现被置位 n=1负数
; SUBS R1,R0,R2 ;验证Z 加S并使用减法指令产生0，验证z位，发现z和c都被置1，
;因为减法时产生借位c会被置0，没有借位被置1
; MOV R1,#0XFFFFFFFE
; MOV R2,#2
; ADDS R3,R1,R2 ;验证C，加法指令产生了进位（注意这里是32位），C位被置1
5.2 带标志位的加法ADC ADDS
; 第一个数；0X00000001 0XFFFFFFFF
; 第二个数；0X00000003 0X00000004
; 第一个数的低32位放到R1，高32bit放R2
; 第二个数的低32位放R3，高32bit放R4
; 低加低 高加高 运算结构的低32bit放R5，高32bit放R6
MOV R1,#0XFFFFFFFF
MOV R2,#0x00000001
MOV R3,#0X00000004
MOV R4,#0X00000003
ADDS R5,R1,R3 ;ADDS进位 C标志位置1
ADC R6,R4,R2 ;本质R6=R4+R2+‘c’ ADC带进位的加法
5.3 跳转指令B\BL
MOV R0,#2
CMP R0,#1
;B JUMP ;B 只是跳转
;BL JUMP ;BL 跳转后PC=LR 可跳转回去
;BEQ JUMP ;CMP相等时跳转==if((EQ)(B JUMP)) 本质：if(R0-#1==0){B JUMP}
;BNE JUMP ;CMP不相等时跳转
MOV R0,#2
MOV R0,#3
JUMP
MOV R0,#4
MOV R1,#5
MOV PC,LR
5.4 单寄存器内存访问
单寄存器内存访问的索引方式(寻址方式)
MOV R0,#0XFFFFFFFF
MOV R1,#0X40000000
STR R0,[R1] ;将R0的数据写到R1地址内
LDR R2,[R1] ;读取R1地址里的内容到R2中
前索引 先偏移8位后存储数据
STR R0,[R1,#8]
后索引 先存储数据后偏移地址
STR R0,[R1],#4
自动索引 （前后索引）偏移地址并存储数据
STR R0,[R1,#4]!
5.5 批量寄存器内存访问
MOV R0,#1
MOV R1,#2
MOV R2,#3
MOV R3,#4
MOV R4,#5
MOV R5,#0X40000020
STM R5,{R0-R4}
STM R5,{R4,R2,R3,R1,R0}STMIA R5!,{R0-R4} ; 空增
STMIB R5!,{R0-R4} ; 满赠
STMDA R5!,{R0-R4} ; 空减
STMDB R5!,{R0-R4} ; 满减
5.6 栈的应用->叶子函数的调用过程
MOV SP,#0X40000020 ;初始化栈地址
MAIN
MOV R1,#1
MOV R2,#2
BL FUNC
ADD R3,R1,R2
TOP
B TOP
FUNC
STMFD SP!,{R1,R2}
MOV R1,#10
MOV R2,#5
SUB R3,R1,R2
LDMFD SP!,{R1,R2}
MOV PC,LR
5.6 栈的应用->非叶子函数的调用过程
MOV SP,#0X40000020 ;初始化栈地址
MAIN
MOV R1,#1
MOV R2,#2
BL FUNC
ADD R3,R1,R2
TOP
B TOP
FUNC
STMFD SP!,{R1,R2,LR}
MOV R1,#10
MOV R2,#5
BL FUNC1
SUB R3,R1,R2
LDMFD SP!,{R1,R2,LR}
MOV PC,LR
FUNC1
STMFD SP!,{R1,R2}
MOV R1,#20
MOV R2,#10
SUB R3,R1,R2
LDMFD SP!,{R1,R2}
MOV PC,LR
END
