處理內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸指令

處理器內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，常見的操作有如下3種。

1. 將數(shù)據(jù)從一個(gè)寄存器傳遞到另外一個(gè)寄存器。
2. 將數(shù)據(jù)從一個(gè)寄存器傳遞到特殊寄存器，如CPSR和SPSR寄存器。
3. 將立即數(shù)傳遞到寄存器。
   數(shù)據(jù)傳輸常用的指令有3個(gè)：MOV、MRS、MSR，這3個(gè)指令的用法如下

1. MOV指令

MOV指令用于獎(jiǎng)數(shù)據(jù)從一個(gè)寄存器復(fù)制到另外一個(gè)寄存器，或才將一個(gè)立即數(shù)傳遞到寄存器中，使用如下代碼：

MOV R0,R1             @將寄存器R1的數(shù)據(jù)復(fù)制到R0，即R0=R1
MOV R0, #0x12      @將立即數(shù)0x12傳遞給R0寄存器，即R0=0x12

2. MRS指令

MRS 指令用于獎(jiǎng)特殊寄存器（CPSR和SPSR）中的數(shù)據(jù)傳遞給通用寄存器，要讀取特殊寄存器的數(shù)據(jù)只能全用MRS，使用如下代碼：

MRS CPSR，R0 @將CPSP寄存器中和數(shù)據(jù)傳遞給R0 即：R0=CPSR

3. MSR指令

MSR指令和MRS指令剛好相反，MSR指令用來(lái)獎(jiǎng)普通寄存器的數(shù)據(jù)傳遞給特殊寄存器，也就寫特殊寄存器，寫特殊寄存器只能用MSR，使用如下代碼。

MSR CPSR，R0 @將R0的數(shù)據(jù)復(fù)制到CPSR中，即CPSR=R0

【理解】： R 即讀，S即寫”

存儲(chǔ)器訪問指令

ARM不能直接訪問存儲(chǔ)器，比如RAM中的數(shù)據(jù)。1.MX6ULL中的寄存器就是RAM類型的，我們用匯編來(lái)配置I.MX6Ull寄存器時(shí)需要借助存儲(chǔ)器訪問指令，一般先將要配置的值寫入反Rx(x=0~12)寄存器中，然后借助存儲(chǔ)器訪問指令將Rx中的數(shù)據(jù)寫入到I.MX6UL

寄存器中，讀取I.MX6ULL寄存器也是一樣的，只是過程剛好相反。常用的存儲(chǔ)器訪問指令有兩種LDR和STR。用法如下表：

1. LDR 指令

LDR（載入指令）主要用于從存儲(chǔ)器加載數(shù)據(jù)到Rx中，LDR也可以將一個(gè)立即數(shù)加載到寄存器Rx中，LDR加載立即數(shù)時(shí)要使用“=”,而不是“#”。在嵌入式開發(fā)中，LDR最常用的就是讀取CPU的寄存器值，比如I.MX6ULL有個(gè)寄存器GPIO_GDIR，其地址為0X0209C004,我們現(xiàn)在讀取這個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)，如下所示：

LDR R0, = 0X0209C004     @將害存器址0X0209C004加載到R0中，R0=0X0209C004
LDR R1，[R0]                     @讀取地址0X0209C004中的數(shù)據(jù)到R1寄存器中

上面的代碼就是讀取GPIO1_GDIR中的值，讀取到的寄存器值保存在R1寄存器中，上面代碼中offset是0,沒有用到offset。

2. STR指令

LDR是從存儲(chǔ)器中讀取，STR就是將數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器，同樣以I.MX6ULL寄存器GPIO1_GDIR為例，現(xiàn)在我們要配置寄存器GPIO1_GDIR的值為0X20000002：

LDR R0, = 0X0209C004     @將害存器址0X0209C004加載到R0中，
LDR R1,= 0X20000002       @R1保存要寫入寄存器的值
STR R1,[R0]                         @將R1的值寫入到R0 中所保存地址中。

【注】LDR指令和STR指令都是按字進(jìn)行讀取和寫入的，也就是操作的32位數(shù)據(jù)。如果要按照字節(jié)、半字節(jié)進(jìn)行操作的話可以在LDR指令后面加上B或者H，比如按字節(jié)操作指令就是LDRB和STRB，按半字節(jié)操作的指令就是LDRH和STRH。

壓棧與出棧指令

我們通常會(huì)在A函數(shù)中調(diào)用B函數(shù)，當(dāng)B函數(shù)執(zhí)行完以后再回到A函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行。要想在跳回A函數(shù)以后代碼能夠接著正常運(yùn)行，那就必須在跳到B函數(shù)之前將當(dāng)前的處理器狀態(tài)保存起來(lái)（就是保存R0~~~R15這些寄存器值），當(dāng)B函數(shù)執(zhí)行完成以后再用前面的保存的寄存器值恢復(fù)R0~R15即可。保存R0~R15寄存器的操作就叫做現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，恢復(fù)R0~R15寄存器的操作就叫做恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)時(shí)需要進(jìn)行壓棧（入棧），恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)就要進(jìn)行出棧操作。壓棧的指令為PUSH，出棧的指令為POP，PUSH和POP是一種多存儲(chǔ)和多加載指令，即可一次操作多個(gè)寄存器數(shù)據(jù)，其利用當(dāng)前的棧指針SP來(lái)生成地址，PUSH和POP的用法如下：

假如我們要將R0~R4和R12壓入棧中：

PUSH {R0~R5,R12} @將R0~R5,R12壓棧
PUSH {LR}

出棧：

POP {LR}
PPOP {R0~R5,R12} @將R0~R5,R12壓棧

PUSH和POP的另外一種寫法是STMFD SP！和LDMFD SP! 代碼如下列所示：

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

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

STMFD與STR不同是一次可以操作多個(gè)寄存器

同理LDMFD與LDR不同也是一次可以操作多個(gè)寄存器。

跳轉(zhuǎn)指令

有多種跳轉(zhuǎn)操作：

1. 直接使用跳轉(zhuǎn)指令B、BL、BX等。

2. 直接向PC寄存器中寫入數(shù)據(jù)。
   上述兩種方法都可以完成跳轉(zhuǎn)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 | 跳轉(zhuǎn)到label，如果跳轉(zhuǎn)滿園超過正確負(fù)2KB，可以指定的B.W label使用32位版本的跳轉(zhuǎn)指令，這樣可以得到較大范圍的跳轉(zhuǎn) |

   | BX Rm | 間接跳轉(zhuǎn)，跳轉(zhuǎn)到存放于Rm中的地址處，并且切換指令集 |

   | BL label | 跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)址，并將返回地址保存在LR中 |

   | BLX Rm | 結(jié)合BX和BL的特點(diǎn)，跳轉(zhuǎn)到Rm指定的地址，并將返回地址保存在LR中，切換指令集 |

下面重點(diǎn)學(xué)習(xí)一下B和BL指令，因?yàn)橐趨R編中進(jìn)行函數(shù)調(diào)用使用的就是B和BL指令。

1. B指令
   這是最簡(jiǎn)單的跳轉(zhuǎn)指令，B指令會(huì)將PC寄存器的值設(shè)置為跳轉(zhuǎn)目標(biāo)地址，一旦執(zhí)行B指令，ARM處理器就會(huì)立即跳轉(zhuǎn)到指定的目標(biāo)地址。如果要調(diào)用的函數(shù)不會(huì)返回到原來(lái)的執(zhí)行處，那就可以用B指令。

   _start:
   
   ldr sp, = 0x8020000 @設(shè)置棧指針
   b main                     @跳轉(zhuǎn)到main函數(shù)
   

上述代碼就是典型的在匯編中初始化語(yǔ)言支行環(huán)境，然后跳轉(zhuǎn)到C語(yǔ)言文件的main函數(shù)中運(yùn)行，上面的代碼只是初始化了SP指針，有些處理器還需要做其他的初始化，比如初始化DDR等。因?yàn)樘D(zhuǎn)到C語(yǔ)言以后再也不會(huì)回到匯編了，所以在第4行使用了B指令來(lái)完成跳轉(zhuǎn)。

2. BL指令BL指令相比B指令，在跳轉(zhuǎn)之前會(huì)在寄存器LR（R14）中保存當(dāng)前PC寄存器值，這就可以要過將LR寄存器的值重新加載到PC中來(lái)繼續(xù)從跳轉(zhuǎn)之前的代碼處，這是子程序調(diào)用的一個(gè)常用手段。比如Cortex-A處理器的irq中斷服務(wù)函數(shù)都是用匯編寫的，主要用匯編來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)和恢復(fù)、獲取中斷號(hào)等。但是具體的中斷處理過程過者是C函數(shù)，所以就會(huì)存在從匯編中調(diào)用C函數(shù)的問題。當(dāng)C語(yǔ)言環(huán)境的中斷處理函數(shù)執(zhí)行完成后返回到irq匯編中斷服務(wù)函數(shù)，繼續(xù)處理其他的工作。這個(gè)時(shí)候就不能直接使用B指令了，因?yàn)锽指令一旦跳轉(zhuǎn)就再也不會(huì)回來(lái)了，這個(gè)時(shí)候要使用BL指令。如下所示：’

push {r0, r1}                   @保存r0,r1
cps #0x13                      @進(jìn)入SVC模式，允許其他中斷再次進(jìn)去

bl system_irqhandler    @加載C語(yǔ)言中斷處理函數(shù)到r2寄存器

cps #0x12                    @進(jìn)入IRQ模式
pop {r0,r1}
str r0,{r1, #0x10}        @中斷執(zhí)行完成，寫EOIR

上述代碼中第4行就是執(zhí)行C語(yǔ)言的中斷處理函數(shù)，當(dāng)處理完成以后就需要返回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行下面的程序，所以使用BL指令。

學(xué)習(xí)總結(jié)

學(xué)習(xí)了常用的匯編指令中的數(shù)據(jù)傳輸： MOV 、MRS、MSR。存儲(chǔ)器LDR、STR。壓棧和出棧指令：PUSH、POP、STMFD SP！LDMFD SP!。跳轉(zhuǎn)指令 B、BX、BL、BLX。了解這些指令后，在分析啟動(dòng)文件中就可以看得懂匯編指令了。