ARM匯編偽指令介紹

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作者:阿吳

在 ARM 匯編語言程序里,有一些特殊指令助記符,這些助記符與指令系統的助記符不同,沒有相對應的操作碼,通常稱這些特殊指令助記符為偽指令,他們所完成的操作稱為偽操作。偽指令在源程序中的作用是為完成匯編程序作各種準備工作的,這些偽指令僅在匯編過程中起作用,一旦匯編結束,偽指令的使命就完成。

在 ARM 的匯編程序中,有如下幾種偽指令:符號定義偽指令、數據定義偽指令、匯編控制偽指令、宏指令以及其他偽指令。

符號定義( Symbol Definition )偽指令
符號定義偽指令用于定義 ARM 匯編程序中的變量、對變量賦值以及定義寄存器的別名等操作。
常見的符號定義偽指令有如下幾種:
— 用于定義全局變量的 GBLA 、 GBLL 和 GBLS 。
— 用于定義局部變量的 LCLA 、 LCLL 和 LCLS 。
— 用于對變量賦值的 SETA 、 SETL 、 SETS 。
— 為通用寄存器列表定義名稱的 RLIST 。
1、 GBLA、GBLL 和GBLS
語法格式:
GBLA ( GBLL 或 GBLS ) 全局變量名
GBLA 、 GBLL 和 GBLS 偽指令用于定義一個 ARM 程序中的全局變量,并將其初始化。其中:
GBLA 偽指令用于定義一個全局的數字變量,并初始化為 0 ;
GBLL 偽指令用于定義一個全局的邏輯變量,并初始化為 F (假);
GBLS 偽指令用于定義一個全局的字符串變量,并初始化為空;
由于以上三條偽指令用于定義全局變量,因此在整個程序范圍內變量名必須唯一。
使用示例:
GBLA Test1 ;定義一個全局的數字變量,變量名為 Test1
Test1 SETA 0xaa ;將該變量賦值為 0xaa
GBLL Test2 ;定義一個全局的邏輯變量,變量名為 Test2
Test2 SETL {TRUE} ;將該變量賦值為真
GBLS Test3 ;定義一個全局的字符串變量,變量名為 Test3
Test3 SETS “ Testing ” ;將該變量賦值為 “ Testing ”

2、 LCLA、LCLL 和LCLS
語法格式:
LCLA ( LCLL 或 LCLS ) 局部變量名
LCLA 、 LCLL 和 LCLS 偽指令用于定義一個 ARM 程序中的局部變量,并將其初始化。其中:
LCLA 偽指令用于定義一個局部的數字變量,并初始化為 0 ;
LCLL 偽指令用于定義一個局部的邏輯變量,并初始化為 F (假);
LCLS 偽指令用于定義一個局部的字符串變量,并初始化為空;
以上三條偽指令用于聲明局部變量,在其作用范圍內變量名必須唯一。
使用示例:
LCLA Test4 ;聲明一個局部的數字變量,變量名為 Test4
Test3 SETA 0xaa ;將該變量賦值為 0xaa
LCLL Test5 ;聲明一個局部的邏輯變量,變量名為 Test5
Test4 SETL {TRUE} ;將該變量賦值為真
LCLS Test6 ;定義一個局部的字符串變量,變量名為 Test6
Test6 SETS “ Testing ” ;將該變量賦值為 “ Testing ”

3、 SETA、SETL 和SETS
語法格式:
變量名 SETA ( SETL 或 SETS ) 表達式
偽指令 SETA 、 SETL 、 SETS 用于給一個已經定義的全局變量或局部變量賦值。
SETA 偽指令用于給一個數學變量賦值;
SETL 偽指令用于給一個邏輯變量賦值;
SETS 偽指令用于給一個字符串變量賦值;
其中,變量名為已經定義過的全局變量或局部變量,表達式為將要賦給變量的值。
使用示例:
LCLA Test3 ;聲明一個局部的數字變量,變量名為 Test3
Test3 SETA 0xaa ;將該變量賦值為 0xaa
LCLL Test4 ;聲明一個局部的邏輯變量,變量名為 Test4
Test4 SETL {TRUE} ;將該變量賦值為真

4 、 RLIST
語法格式:
名稱 RLIST { 寄存器列表 }
RLIST 偽指令可用于對一個通用寄存器列表定義名稱,使用該偽指令定義的名稱可在 ARM 指令 LDM/STM 中使用。在 LDM/STM 指令中,列表中的寄存器訪問次序為根據寄存器的編號由低到高,而與列表中的寄存器排列次序無關。
使用示例:
RegList RLIST {R0-R5 , R8 , R10} ;將寄存器列表名稱定義為 RegList ,可在 ARM 指令 LDM/STM中通過該名稱訪問寄存器列表。

數據定義( Data Definition )偽指令
數據定義偽指令一般用于為特定的數據分配存儲單元,同時可完成已分配存儲單元的初始化。
常見的數據定義偽指令有如下幾種:
— DCB 用于分配一片連續的字節存儲單元并用指定的數據初始化。
— DCW ( DCWU ) 用于分配一片連續的半字存儲單元并用指定的數據初始化。
— DCD ( DCDU ) 用于分配一片連續的字存儲單元并用指定的數據初始化。
— DCFD ( DCFDU )用于為雙精度的浮點數分配一片連續的字存儲單元并用指定的數據初始
化。
— DCFS ( DCFSU ) 用于為單精度的浮點數分配一片連續的字存儲單元并用指定的數據初
始化。
— DCQ ( DCQU ) 用于分配一片以 8 字節為單位的連續的存儲單元并用指定的數據初始
化。
— SPACE 用于分配一片連續的存儲單元
— MAP 用于定義一個結構化的內存表首地址
— FIELD 用于定義一個結構化的內存表的數據域
1、 DCB
語法格式:
標號 DCB 表達式
DCB 偽指令用于分配一片連續的字節存儲單元并用偽指令中指定的表達式初始化。其中,表達式可以為 0 ~ 255 的數字或字符串。 DCB 也可用 “ = ” 代替。
使用示例:
Str DCB “ This is a test ! ” ;分配一片連續的字節存儲單元并初始化。

2、 DCW(或DCWU)
語法格式:
標號 DCW (或 DCWU ) 表達式
DCW (或 DCWU )偽指令用于分配一片連續的半字存儲單元并用偽指令中指定的表達式初始化。
其中,表達式可以為程序標號或數字表達式。。
用 DCW 分配的字存儲單元是半字對齊的,而用 DCWU 分配的字存儲單元并不嚴格半字對齊。
使用示例:
DataTest DCW 1 , 2 , 3 ;分配一片連續的半字存儲單元并初始化。

3、 DCD(或DCDU)
語法格式:
標號 DCD (或 DCDU ) 表達式
DCD (或 DCDU )偽指令用于分配一片連續的字存儲單元并用偽指令中指定的表達式初始化。其中,表達式可以為程序標號或數字表達式。 DCD 也可用 “ & ” 代替。
用 DCD 分配的字存儲單元是字對齊的,而用 DCDU 分配的字存儲單元并不嚴格字對齊。
使用示例:
DataTest DCD 4 , 5 , 6 ;分配一片連續的字存儲單元并初始化。

4、 DCFD(或DCFDU)
語法格式:
標號 DCFD (或 DCFDU ) 表達式
DCFD (或 DCFDU )偽指令用于為雙精度的浮點數分配一片連續的字存儲單元并用偽指令中指定的表達式初始化。每個雙精度的浮點數占據兩個字單元。用 DCFD 分配的字存儲單元是字對齊的,而用 DCFDU 分配的字存儲單元并不嚴格字對齊。
使用示例:
FDataTest DCFD 2E115 , -5E7 ;分配一片連續的字存儲單元并初始化為指定的雙精度數。

5、 DCFS(或DCFSU)
語法格式:
標號 DCFS (或 DCFSU ) 表達式
DCFS (或 DCFSU )偽指令用于為單精度的浮點數分配一片連續的字存儲單元并用偽指令中指定的表達式初始化。每個單精度的浮點數占據一個字單元。 用 DCFS 分配的字存儲單元是字對齊的,而用 DCFSU 分配的字存儲單元并不嚴格字對齊。
使用示例:
FDataTest DCFS 2E5 , -5E - 7 ;分配一片連續的字存儲單元并初始化為指定的單精度數。

6、 DCQ(或DCQU)
語法格式:
標號 DCQ (或 DCQU ) 表達式
DCQ (或 DCQU )偽指令用于分配一片以 8 個字節為單位的連續存儲區域并用偽指令中指定的表達式初始化。
用 DCQ 分配的存儲單元是字對齊的,而用 DCQU 分配的存儲單元并不嚴格字對齊。
使用示例:
DataTest DCQ 100 ;分配一片連續的存儲單元并初始化為指定的值。

7、 SPACE
語法格式:
標號 SPACE 表達式
SPACE 偽指令用于分配一片連續的存儲區域并初始化為 0 。其中,表達式為要分配的字節數。
SPACE 也可用 “ % ” 代替。
使用示例:
DataSpace SPACE 100 ;分配連續 100 字節的存儲單元并初始化為 0 。

8、 MAP
語法格式:
MAP 表達式 { ,基址寄存器 }
MAP 偽指令用于定義一個結構化的內存表的首地址。 MAP 也可用 “ ^ ” 代替。
表達式可以為程序中的標號或數學表達式,基址寄存器為可選項,當基址寄存器選項不存在時,表達式的值即為內存表的首地址,當該選項存在時,內存表的首地址為表達式的值與基址寄存器的和。
MAP 偽指令通常與 FIELD 偽指令配合使用來定義結構化的內存表。
使用示例:
MAP 0×100 , R0 ;定義結構化內存表首地址的值為 0×100 + R0 。

9、 FILED
語法格式:
標號 FIELD 表達式
FIELD 偽指令用于定義一個結構化內存表中的數據域。 FILED 也可用 “ # ” 代替。
表達式的值為當前數據域在內存表中所占的字節數。
FIELD 偽指令常與 MAP 偽指令配合使用來定義結構化的內存表。 MAP 偽指令定義內存表的首地址, FIELD 偽指令定義內存表中的各個數據域,并可以為每個數據域指定一個標號供其他的指令引用。
注意 MAP 和 FIELD 偽指令僅用于定義數據結構,并不實際分配存儲單元。
使用示例:
MAP 0×100 ;定義結構化內存表首地址的值為 0×100 。
A FIELD 16 ;定義 A 的長度為 16 字節,位置為 0×100
B FIELD 32 ;定義 B 的長度為 32 字節,位置為 0×110
S FIELD 256 ;定義 S 的長度為 256 字節,位置為 0×130

匯編控制( Assembly Control )偽指令
匯編控制偽指令用于控制匯編程序的執行流程,常用的匯編控制偽指令包括以下幾條:
— IF 、 ELSE 、 ENDIF
— WHILE 、 WEND
— MACRO 、 MEND
— MEXIT
1、 IF、ELSE、ENDIF
語法格式:
IF 邏輯表達式
指令序列 1
ELSE
指令序列 2
ENDIF
IF 、 ELSE 、 ENDIF 偽指令能根據條件的成立與否決定是否執行某個指令序列。當 IF 后面的邏輯表達式為真,則執行指令序列 1 ,否則執行指令序列 2 。其中, ELSE 及指令序列 2 可以沒有,此時,當 IF 后面的邏輯表達式為真,則執行指令序列 1 ,否則繼續執行后面的指令。
IF 、 ELSE 、 ENDIF 偽指令可以嵌套使用。
使用示例:
GBLL Test ;聲明一個全局的邏輯變量,變量名為 Test……
IF Test = TRUE
指令序列 1
ELSE
指令序列 2
ENDIF

2、 WHILE、WEND
語法格式:
WHILE 邏輯表達式
指令序列
WEND
WHILE 、 WEND 偽指令能根據條件的成立與否決定是否循環執行某個指令序列。當 WHILE 后面的邏輯表達式為真,則執行指令序列,該指令序列執行完畢后,再判斷邏輯表達式的值,若為真則繼續執行,一直到邏輯表達式的值為假。
WHILE 、 WEND 偽指令可以嵌套使用。
使用示例:
GBLA Counter ;聲明一個全局的數學變量,變量名為 Counter
Counter SETA 3 ;由變量Counter 控制循環次數
……
WHILE Counter < 10
指令序列
WEND

3、 MACRO、MEND
語法格式:
$ 標號 宏名 $ 參數 1 , $ 參數 2 ,……
指令序列
MEND
MACRO 、 MEND 偽指令可以將一段代碼定義為一個整體,稱為宏指令,然后就可以在程序中通過宏指令多次調用該段代碼。其中, $ 標號在宏指令被展開時,標號會被替換為用戶定義的符號, 宏指令可以使用一個或多個參數,當宏指令被展開時,這些參數被相應的值替換。
宏指令的使用方式和功能與子程序有些相似,子程序可以提供模塊化的程序設計、節省存儲空間并提高運行速度。但在使用子程序結構時需要保護現場,從而增加了系統的開銷,因此,在代碼較短且需要傳遞的參數較多時,可以使用宏指令代替子程序。
包含在 MACRO 和 MEND 之間的指令序列稱為宏定義體,在宏定義體的第一行應聲明宏的原型(包含宏名、所需的參數),然后就可以在匯編程序中通過宏名來調用該指令序列。在源程序被編譯時,匯編器將宏調用展開,用宏定義中的指令序列代替程序中的宏調用,并將實際參數的值傳遞給宏定義中的形式參數。
MACRO 、 MEND 偽指令可以嵌套使用。

4、 MEXIT
語法格式:
MEXIT
MEXIT 用于從宏定義中跳轉出去。

其他常用的偽指令
還有一些其他的偽指令,在匯編程序中經常會被使用,包括以下幾條:
— AREA
— ALIGN
— CODE16 、 CODE32
— ENTRY
— END
— EQU
— EXPORT (或 GLOBAL )
— IMPORT
— EXTERN
— GET (或 INCLUDE )
— INCBIN
— RN
— ROUT
1、 AREA
語法格式:
AREA 段名 屬性 1 ,屬性 2 ,……
AREA 偽指令用于定義一個代碼段或數據段。其中,段名若以數字開頭,則該段名需用 “ | ” 括起來,如 |1_test| 。
屬性字段表示該代碼段(或數據段)的相關屬性,多個屬性用逗號分隔。常用的屬性如下:
— CODE 屬性:用于定義代碼段,默認為 READONLY 。
— DATA 屬性:用于定義數據段,默認為 READWRITE 。
— READONLY 屬性:指定本段為只讀,代碼段默認為 READONLY 。
— READWRITE 屬性:指定本段為可讀可寫,數據段的默認屬性為 READWRITE 。
— ALIGN 屬性:使用方式為 ALIGN 表達式。在默認時, ELF (可執行連接文件)的代碼段和數據段是按字對齊的,表達式的取值范圍為 0 ~ 31 ,相應的對齊方式為 2 表達式次方。
— COMMON 屬性:該屬性定義一個通用的段,不包含任何的用戶代碼和數據。各源文件中同名的 COMMON 段共享同一段存儲單元。
一個匯編語言程序至少要包含一個段,當程序太長時,也可以將程序分為多個代碼段和數據段。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
該偽指令定義了一個代碼段,段名為 Init ,屬性為只讀

2、 ALIGN
語法格式:
ALIGN { 表達式 { ,偏移量 }}
ALIGN 偽指令可通過添加填充字節的方式,使當前位置滿足一定的對其方式 | 。其中,表達式的值用于指定對齊方式,可能的取值為 2 的冪,如 1 、 2 、 4 、 8 、 16 等。若未指定表達式,則將當前位置對齊到下一個字的位置。偏移量也為一個數字表達式,若使用該字段,則當前位置的對齊方式為: 2 的表達式次冪+偏移量。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY , ALIEN = 3 ;指定后面的指令為 8 字節對齊。
指令序列
END

3、 CODE16、CODE32
語法格式:
CODE16 (或 CODE32 )
CODE16 偽指令通知編譯器,其后的指令序列為 16 位的 Thumb 指令。
CODE32 偽指令通知編譯器,其后的指令序列為 32 位的 ARM 指令。
若在匯編源程序中同時包含 ARM 指令和 Thumb 指令時,可用 CODE16 偽指令通知編譯器其后的指令序列為 16 位的 Thumb 指令, CODE32 偽指令通知編譯器其后的指令序列為 32 位的 ARM 指令。因此,在使用 ARM 指令和 Thumb 指令混合編程的代碼里,可用這兩條偽指令進行切換,但注意他們只通知編譯器其后指令的類型,并不能對處理器進行狀態的切換。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
……
CODE32 ;通知編譯器其后的指令為 32 位的 ARM 指令
LDR R0 ,= NEXT + 1 ;將跳轉地址放入寄存器 R0
BX R0 ;程序跳轉到新的位置執行,并將處理器切換到 Thumb 工作狀態
……
CODE16 ;通知編譯器其后的指令為 16 位的 Thumb 指令
NEXT LDR R3,=0×3FF
……
END ;程序結束

4、 ENTRY
語法格式:
ENTRY
ENTRY 偽指令用于指定匯編程序的入口點。在一個完整的匯編程序中至少要有一個 ENTRY (也可以有多個,當有多個 ENTRY 時,程序的真正入口點由鏈接器指定),但在一個源文件里最多只能有一個 ENTRY (可以沒有)。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
ENTRY ;指定應用程序的入口點
……

5、 END
語法格式:
END
END 偽指令用于通知編譯器已經到了源程序的結尾。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
……
END ;指定應用程序的結尾

6、 EQU
語法格式:
名稱 EQU 表達式 { ,類型 }
EQU 偽指令用于為程序中的常量、標號等定義一個等效的字符名稱,類似于 C 語言中的# define 。
其中 EQU 可用 “ * ” 代替。
名稱為 EQU 偽指令定義的字符名稱,當表達式為 32 位的常量時,可以指定表達式的數據類型,可以有以下三種類型:
CODE16 、 CODE32 和 DATA
使用示例:
Test EQU 50 ;定義標號 Test 的值為 50
Addr EQU 0×55 , CODE32 ;定義 Addr 的值為 0×55 ,且該處為 32 位的 ARM 指令。

7、 EXPORT(或GLOBAL)
語法格式:
EXPORT 標號 {[WEAK]}
EXPORT 偽指令用于在程序中聲明一個全局的標號,該標號可在其他的文件中引用。 EXPORT可用 GLOBAL 代替。標號在程序中區分大小寫, [WEAK] 選項聲明其他的同名標號優先于該標號被引用。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
EXPORT Stest ;聲明一個可全局引用的標號Stest……
END

8、 IMPORT
語法格式:
IMPORT 標號 {[WEAK]}
IMPORT 偽指令用于通知編譯器要使用的標號在其他的源文件中定義,但要在當前源文件中引用,而且無論當前源文件是否引用該標號,該標號均會被加入到當前源文件的符號表中。
標號在程序中區分大小寫, [WEAK] 選項表示當所有的源文件都沒有定義這樣一個標號時,編譯器也不給出錯誤信息,在多數情況下將該標號置為 0 ,若該標號為 B 或 BL 指令引用,則將 B 或 BL指令置為 NOP 操作。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
IMPORT Main ;通知編譯器當前文件要引用標號Main,但Main 在其他源文件中定義……
END

9、 EXTERN
語法格式:
EXTERN 標號 {[WEAK]}
EXTERN 偽指令用于通知編譯器要使用的標號在其他的源文件中定義,但要在當前源文件中引用,如果當前源文件實際并未引用該標號,該標號就不會被加入到當前源文件的符號表中。標號在程序中區分大小寫, [WEAK] 選項表示當所有的源文件都沒有定義這樣一個標號時,編譯器也不給出錯誤信息,在多數情況下將該標號置為 0 ,若該標號為 B 或 BL 指令引用,則將 B 或 BL指令置為 NOP 操作。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
EXTERN Main ;通知編譯器當前文件要引用標號Main,但Main 在其他源文件中定義……
END

10、 GET(或INCLUDE)
語法格式:
GET 文件名
GET 偽指令用于將一個源文件包含到當前的源文件中,并將被包含的源文件在當前位置進行匯編處理。可以使用 INCLUDE 代替 GET 。
匯編程序中常用的方法是在某源文件中定義一些宏指令,用 EQU 定義常量的符號名稱,用 MAP和 FIELD 定義結構化的數據類型,然后用 GET 偽指令將這個源文件包含到其他的源文件中。使用方法與 C 語言中的 “ include ” 相似。
GET 偽指令只能用于包含源文件,包含目標文件需要使用 INCBIN 偽指令
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
GET a1.s ;通知編譯器當前源文件包含源文件a1.s
GE T C:a2.s ;通知編譯器當前源文件包含源文件C: a2.s ……
END

11、 INCBIN
語法格式:
INCBIN 文件名
INCBIN 偽指令用于將一個目標文件或數據文件包含到當前的源文件中,被包含的文件不作任何變動的存放在當前文件中,編譯器從其后開始繼續處理。
使用示例:
AREA Init , CODE , READONLY
INCBIN a1.dat ;通知編譯器當前源文件包含文件a1.dat
INCBIN C:a2.txt ;通知編譯器當前源文件包含文件C:a2.txt……
END

12、 RN
語法格式:
名稱 RN 表達式
RN 偽指令用于給一個寄存器定義一個別名。采用這種方式可以方便程序員記憶該寄存器的功能。其中,名稱為給寄存器定義的別名,表達式為寄存器的編碼。
使用示例:
Temp RN R0 ;將R0 定義一個別名Temp

13、 ROUT
語法格式:
{ 名稱 } ROUT
ROUT 偽指令用于給一個局部變量定義作用范圍。在程序中未使用該偽指令時,局部變量的作用范圍為所在的 AREA ,而使用 ROUT 后,局部變量的作為范圍為當前 ROUT 和下一個 ROUT 之間。

本文轉載自阿吳網志

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