ARM 汇编基础
一、ARM架构
ARM芯片属于精简指令集计算机(RISC：Reduced Instruction Set Computing)，它所用的指令比较简单，有如下特点：
- 对内存只有读、写指令
- 对于数据的运算是在CPU内部实现
- 使用RISC指令的CPU复杂度小一点，易于设计
比如对于a=a+b这样的算式，需要经过下面4个步骤才可以实现：
细看这几个步骤，有些疑问：
- 读a，那么a的值读出来后保存在CPU里面哪里？
- 读b，那么b的值读出来后保存在CPU里面哪里？
- a+b的结果又保存在哪里？
我们需要深入ARM处理器的内部。简单概括如下，我们先忽略各种CPU模式(系统模式、用户模式等等)。
算术逻辑单元（Arithmetic&logical Unit）是中央处理器(CPU)的执行单元，是所有中央处理器的核心组成部分。
CPU运行时，先去Flash上取得指令，再执行指令：
- 把内存a的值读入CPU寄存器R0
- 把内存b的值读入CPU寄存器R1
- 把R0、R1累加，存入R0
- 把R0的值写入内存a
怎么理解Flash上的指令？看下一节。
一个片上系统的最小组成部分如下：
二、 汇编指令
当前只介绍5条汇编指令：
- 读内存：Load，LDR
- 写内存：Store，STR
- 加减法：ADD， SUB
- 入栈：PUSH，实质上就是写内存STR
- 出栈：POP，实质上就是读内存LDR
- 跳转：BL，即 Branch And Link
其他知识：
- CPU内部有 R0、R1、……、R15 共16个寄存器
- 某些寄存器有特殊作用
- R13，别名SP，栈寄存器，保存着栈的地址
- R14，别名LR，返回地址，保存着函数的返回地址
- R15，别名PC，程序计数器，也就是当期程序运行到哪了
要读内存：读内存哪个地址？读到的数据保存在哪里？读多少字节？
- LDR R0, [R1, #0x00]
- 源地址：R1+0x00，注意：不是读R1，是把R1的值当做内存的地址
- 目的：R0，CPU的寄存器
- 长度：4字节，LDR指令就是读4字节，LDRH是读2字节，LDRB是读1字节
要写内存：写内存哪个地址？从哪里得到数据？写多少字节？
- STR R0, [R1, #0x00]
- 目的地址：R1+0x00，注意：不是写R1，是把R1的值当做内存的地址
- 源：R0，CPU的寄存器
- 长度：4字节，STR指令就是读4字节，STRH是读2字节，STRB是读1字节
加减法指令，不涉及内存操作，只在 CPU 寄存器上操作。
入栈：把CPU的寄存器的值，写到内存上
-
PUSH {R3, LR}
- 源：CPU的寄存器R3、LR的值
- 目的：内存，内存哪里？使用CPU的 SP（stack pointer）寄存器指定内存地址
- 长度：大括号里所有寄存器的数据长度，每个寄存器4字节
- 注意：低编号的寄存器，保存在内存的低地址处 ，即：高标号寄存器写入高地址的栈里，低标号寄存器写入低地址的栈里
- 执行结果如下
出栈：把内存中的数值，写到CPU的寄存器
- POP {R3, PC}
-
源：内存，内存哪里？使用CPU的 SP（stack pointer）寄存器指定内存地址
-
目的：CPU的寄存器R3、PC的值
-
长度：大括号里所有寄存器的数据长度，每个寄存器4字节
-
注意：内存的低地址处的数据，写到CPU低编号的寄存器，即：高标号寄存器的内容来自高地址的栈，低标号寄存器的内容来自低地址的栈
-
执行结果如下
-
LR（R14）寄存器：
- 子程序的返回地址：从子程序返回后，主程序继续执行的指令的地址称为子程序的返回地址
- LR也叫链接寄存器，用于存放子程序的返回地址。在要进入子程序之前，先将子程序的返回地址存入LR
