Cortex-A7常用汇编指令

处理内部数据传输指令

处理器内进行数据传递，常见的操作有如下3种。

1. 将数据从一个寄存器传递到另外一个寄存器。
2. 将数据从一个寄存器传递到特殊寄存器，如CPSR和SPSR寄存器。
3. 将立即数传递到寄存器。
   数据传输常用的指令有3个：MOV、MRS、MSR，这3个指令的用法如下

指令	目的	源	描述
MOV	R0	R1	将R1中的数据复制到R0中
MRS	R0	CPSR	将特殊寄存器中的数据复制R0中
MSR	CPSR	R1	将R1中的数据复制到特殊寄存器CPSR中
详细地介绍如何使用这3个指令。

1. MOV指令

MOV指令用于奖数据从一个寄存器复制到另外一个寄存器，或才将一个立即数传递到寄存器中，使用如下代码：

MOV R0,R1             @将寄存器R1的数据复制到R0，即R0=R1
MOV R0, #0x12      @将立即数0x12传递给R0寄存器，即R0=0x12

2. MRS指令

MRS 指令用于奖特殊寄存器（CPSR和SPSR）中的数据传递给通用寄存器，要读取特殊寄存器的数据只能全用MRS，使用如下代码：

MRS CPSR，R0 @将CPSP寄存器中和数据传递给R0 即：R0=CPSR

3. MSR指令

MSR指令和MRS指令刚好相反，MSR指令用来奖普通寄存器的数据传递给特殊寄存器，也就写特殊寄存器，写特殊寄存器只能用MSR，使用如下代码。

MSR CPSR，R0 @将R0的数据复制到CPSR中，即CPSR=R0

【理解】： R 即读，S即写”

存储器访问指令

ARM不能直接访问存储器，比如RAM中的数据。1.MX6ULL中的寄存器就是RAM类型的，我们用汇编来配置I.MX6Ull寄存器时需要借助存储器访问指令，一般先将要配置的值写入反Rx(x=0~12)寄存器中，然后借助存储器访问指令将Rx中的数据写入到I.MX6UL

寄存器中，读取I.MX6ULL寄存器也是一样的，只是过程刚好相反。常用的存储器访问指令有两种LDR和STR。用法如下表：

指 令	描 述
LDR Rd,[Rn,# offset	从存储器Rn+offset的位置读取数据存放到Rd中
STR Rd,[Rn,# offset	将Rd中的数据写入到存储器中的Rn+offset位置

1. LDR 指令

LDR（载入指令）主要用于从存储器加载数据到Rx中，LDR也可以将一个立即数加载到寄存器Rx中，LDR加载立即数时要使用“=”,而不是“#”。在嵌入式开发中，LDR最常用的就是读取CPU的寄存器值，比如I.MX6ULL有个寄存器GPIO_GDIR，其地址为0X0209C004,我们现在读取这个寄存器中的数据，如下所示：

LDR R0, = 0X0209C004     @将害存器址0X0209C004加载到R0中，R0=0X0209C004
LDR R1，[R0]                     @读取地址0X0209C004中的数据到R1寄存器中

上面的代码就是读取GPIO1_GDIR中的值，读取到的寄存器值保存在R1寄存器中，上面代码中offset是0,没有用到offset。

2. STR指令

LDR是从存储器中读取，STR就是将数据写入到存储器，同样以I.MX6ULL寄存器GPIO1_GDIR为例，现在我们要配置寄存器GPIO1_GDIR的值为0X20000002：

LDR R0, = 0X0209C004     @将害存器址0X0209C004加载到R0中，
LDR R1,= 0X20000002       @R1保存要写入寄存器的值
STR R1,[R0]                         @将R1的值写入到R0 中所保存地址中。

【注】LDR指令和STR指令都是按字进行读取和写入的，也就是操作的32位数据。如果要按照字节、半字节进行操作的话可以在LDR指令后面加上B或者H，比如按字节操作指令就是LDRB和STRB，按半字节操作的指令就是LDRH和STRH。

压栈与出栈指令

我们通常会在A函数中调用B函数，当B函数执行完以后再回到A函数继续执行。要想在跳回A函数以后代码能够接着正常运行，那就必须在跳到B函数之前将当前的处理器状态保存起来（就是保存R0~~~R15这些寄存器值），当B函数执行完成以后再用前面的保存的寄存器值恢复R0~R15即可。保存R0~R15寄存器的操作就叫做现场保护，恢复R0~R15寄存器的操作就叫做恢复现场。在进行现场保护时需要进行压栈（入栈），恢复现场就要进行出栈操作。压栈的指令为PUSH，出栈的指令为POP，PUSH和POP是一种多存储和多加载指令，即可一次操作多个寄存器数据，其利用当前的栈指针SP来生成地址，PUSH和POP的用法如下：

指令	描述
PUSH reg list	将寄存器列表存入栈中
POP reg list	从栈中恢复寄存器列表

假如我们要将R0~R4和R12压入栈中：

PUSH {R0~R5,R12} @将R0~R5,R12压栈
PUSH {LR}

出栈：

POP {LR}
PPOP {R0~R5,R12} @将R0~R5,R12压栈

PUSH和POP的另外一种写法是STMFD SP！和LDMFD SP! 代码如下列所示：

STMFD SP!,{R0~R5,R12}  @R0~R5,R12入栈
STMFD SP!,{LR}                 @LR入栈

LDMFD SP!, {LR}               @LR入栈
LDMFD SP!, {R0~R5,R12}  @R0~R5,R12入栈

STMFD与STR不同是一次可以操作多个寄存器

同理LDMFD与LDR不同也是一次可以操作多个寄存器。

跳转指令

有多种跳转操作：

1. 直接使用跳转指令B、BL、BX等。

2. 直接向PC寄存器中写入数据。
   上述两种方法都可以完成跳转操作，但是一般常用的是B、BL或BX，用法如下表：| 指令 | 描述 |

   | ---------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |

   | B label | 跳转到label，如果跳转满园超过正确负2KB，可以指定的B.W label使用32位版本的跳转指令，这样可以得到较大范围的跳转 |

   | BX Rm | 间接跳转，跳转到存放于Rm中的地址处，并且切换指令集 |

   | BL label | 跳转到标号址，并将返回地址保存在LR中 |

   | BLX Rm | 结合BX和BL的特点，跳转到Rm指定的地址，并将返回地址保存在LR中，切换指令集 |

下面重点学习一下B和BL指令，因为要在汇编中进行函数调用使用的就是B和BL指令。

1. B指令
   这是最简单的跳转指令，B指令会将PC寄存器的值设置为跳转目标地址，一旦执行B指令，ARM处理器就会立即跳转到指定的目标地址。如果要调用的函数不会返回到原来的执行处，那就可以用B指令。

   _start:
   
   ldr sp, = 0x8020000 @设置栈指针
   b main                     @跳转到main函数
   

上述代码就是典型的在汇编中初始化语言支行环境，然后跳转到C语言文件的main函数中运行，上面的代码只是初始化了SP指针，有些处理器还需要做其他的初始化，比如初始化DDR等。因为跳转到C语言以后再也不会回到汇编了，所以在第4行使用了B指令来完成跳转。

2. BL指令BL指令相比B指令，在跳转之前会在寄存器LR（R14）中保存当前PC寄存器值，这就可以要过将LR寄存器的值重新加载到PC中来继续从跳转之前的代码处，这是子程序调用的一个常用手段。比如Cortex-A处理器的irq中断服务函数都是用汇编写的，主要用汇编来实现现场的保护和恢复、获取中断号等。但是具体的中断处理过程过者是C函数，所以就会存在从汇编中调用C函数的问题。当C语言环境的中断处理函数执行完成后返回到irq汇编中断服务函数，继续处理其他的工作。这个时候就不能直接使用B指令了，因为B指令一旦跳转就再也不会回来了，这个时候要使用BL指令。如下所示：’

push {r0, r1}                   @保存r0,r1
cps #0x13                      @进入SVC模式，允许其他中断再次进去

bl system_irqhandler    @加载C语言中断处理函数到r2寄存器

cps #0x12                    @进入IRQ模式
pop {r0,r1}
str r0,{r1, #0x10}        @中断执行完成，写EOIR

上述代码中第4行就是执行C语言的中断处理函数，当处理完成以后就需要返回来继续执行下面的程序，所以使用BL指令。

学习总结

学习了常用的汇编指令中的数据传输： MOV 、MRS、MSR。存储器LDR、STR。压栈和出栈指令：PUSH、POP、STMFD SP！LDMFD SP!。跳转指令 B、BX、BL、BLX。了解这些指令后，在分析启动文件中就可以看得懂汇编指令了。