宏

• 格式

• MACRO $标号 宏名 $参数1， $参数2，….. 程序段（宏定义体） MEND

• 示例

• MACRO ;宏定义指令 $MDATA MAXNUM $NUM1,$NUM2 ;主标号，宏名，参数 语句段 $MDATA.WAY1 ;宏内标号，必须写为“主标号.宏内标号” 语句段 $MDATA.WAY2 ;宏内标号 语句段 MEND ;宏结束指令 ;程序中调用该宏： Lab1 MAXNUM 0x01, 0x02

程序示例

• 使用后变址寻址方式完成表复制程序：

• COPY ADR R1，NEXT1 ;R1指向NEXT1 ADR R2，NEXT2 ;R2指向NEXT2 LOOP LDR R0，[R1],#4 ;取一个数 STR R0，[R2],#4 ;复制一个数 …… NEXT1 ;源数据 …… NEXT2 ;目标数据

• 现已知寄存器 R0 中存放了数据 a ，寄存器 R1 中存放了数据 b ，编写一个程序段，求取 a 和 b 的最大公约数并将其存入寄存器 R0

• gcb CMP R0,R1 ;比较a和b的大小 SUBGT R0,R0,R1 ;如果a>b,则a=a-b SUBLT R1,R1,R0 ;如果a<b,则b=b-a BNE gcb ;如果a!=b,则返回gcb MOV PC,LR ;如果a=b,则返回主程序

• BX指令示例（实现状态切换）

• CODE32 ;32位编码 ARM1 LDR R0，=Thumb1 ;把Thumb地址赋给R0，末位自动置1 MOV LR,PC ;设置返回地址 BX R0 ;跳转，切换状态 ADD R1,R2,#2 … CODE16 ;16位编码 Thumb1 ADD R1，R3,#1 ;Thumb程序 … BX LR ;跳转到返回地址，状态切换

• BLX指令示例（实现状态切换+返回地址保存）

• CODE32 ;32位编码 ARM1 LDR R0，=Thumb1+1 ;把Thumb地址赋给R0，末位置1 ;MOV LR,PC ;设置返回地址，此条指令注销 BLX R0 ;跳转，切换状态， ;LR ← 下一条指令地址 ADD R1,R2,#2 … CODE16 ;16位编码 Thumb1 ADD R1，R3,#1 ;Thumb程序 … BX LR ;跳转到返回地址，状态切换

• 有两个128位数，第一个数由高到低存放在寄存器 R7~R4 中，第二个数由高到低存放在寄存器 R11~R8 中，请编写程序把两个数相加，运算结果由高到低存放到寄存器 R3~R0中

• ADDS R0，R4，R8 ;加低位字，不带进位 ADCS R1，R5，R9 ;加第二个字，带进位 ADCS R2，R6，R10 ;加第三个字，带进位 ADCS R3，R7，R11 ;加第四个字，带进位
以上的S后缀都是必须的。
这段程序是有缺陷的，因为最后一次加法运算仍然可能出现溢出或者进位

• 使用SBC实现64位减法

• SUBS R4，R0，R2 SBC R5，R1，R3 ;(R5,R4)＝(R1,R0)-(R3,R2)
存放在R0和R1中的64位数(R0是低位) 减去存放于R2和R3中的64位数(R2是低位) ，结果存放到R4和R5两个寄存器中(R4是低位) 。

• 求64位数值的负数

• RSBS R2，R0，#0 ;求一个32位数的负数 RSC R3，R1，#0 ;使用RSC指令实现

• 将寄存器R2中的高8位数据传送到寄存器R3的低8位，原R3高24位置换为低24位

• MOV R0，R2，LSR #24 ;将R2右移24位，即将其高8位移至低8位送R0。此时R2原来的内容没有变 ORR R3，R0，R3，LSL #8 ;将R3左移8位后将R0低8位送至R3。

• 利用LDR指令实现多分支程序跳转

• …… MOV R0，N ;到这里R2中存储的应该是要调用的函数的序号 ADR R5，JPTAB LDR PC，[R5，R0，LSL #2] …… JPTAB DCD FUN_SUB0 DCD FUN_SUB1 DCD FUN_SUB2 ……

• 设置CPSR的进位位

• MRS R0, CPSR ;R0<- CPSR ORR R0,R0,#0x20000000 ;置1进位位C MSR CPSR_f, R0 ;CPSR_f<-R0[31:24]

• 系统启动时的堆栈初始化

• INITSTACK ;堆栈初始化子程序 MOV R0，LR ;保存返回地址 MRS R1，CPSR ;保存CPSR原值 MSR CPSR_c，#0xD7 ;切换到终止模式 …… ;设置堆栈大小等 LDR SP，StackSvc ;设置堆栈指针 MSR CPSR_c，#0xD2 ;切换到中断模式 …… ;设置堆栈大小等 LDR SP，StackIrq ;设置堆栈指针 …… ;对其它模式设置 MSR CPSR_c，R1 ;恢复CPU原模式 MOV PC，R0 ;子程序返回

• 进入SWI中断程序后，提取中断类型码（中断类型码使用立即数给出）

• T_bit EQU 0x20 ;用于测试Thumb标志位(bit5) SWI_handler STMFD SP！，{R0-R3，R12，LR} MRS R0，SPSR ;中断前的CPSR值到R0 TST R0，#T_bit ;测试T位标志 LDRNEH R0，[LR，# -2] ;读取16位的SWI指令码 BICNE R0，R0，#0xFF00 ;获取SWI中的中断号 LDREQ R0，[LR，# -4] ;读取32的SWI指令码 BICEQ R0,R0,#0xFF000000 ;获取SWI中的中断号 …… ;转去处理相应的软中断 LDMFD SP！，{R0-R3，R12，PC} ;中断返回，包括恢复原CPSR值

• 一些实现乘法的方法

• MOV R0,R0,LSL #n ;R0=R0<<n；R0= R0*2^n ADD R0,R0,R0,LSL #n ;R0=R0+R0*2n= R0*(2^n+1) RSB R0,R0,R0,LSL #n ;R0=R0*2n-R0= R0*(2^n-1)

• 转换数据存储方式

• 将寄存器R0中的数据存储方式转换成另一种存储方式。指令执行前R0中数据存储方式为：R0=A,B,C,D；指令执行后R0中数据存储方式为：R0=D,C,B,A

• 将内存中从0x400800开始的100个字数据相加，其结果存于R3、R2中（R3中为高32位）。主要考察的是循环结构

• LDR R0，=0x400800 MOV R1，#100 ;初始化循环次数 MOV R2，#0 MOV R3，#0 loop ;循环体 LDR R4，[R0]，#4 ADDS R2，R2，R4 ADC R3，R3，#0 ;或者ADCS SUBS R1，R1，#1 ;循环计数器减1，设置条件标志 BNE loop ;循环计数器不为0,跳到loop继续执行 …… ;循环计数器为0，程序继续执行

• 在链表中搜索与某一数据相等的元素。

• 链表的每个元素包括两个字，第1个字中包含一个字节数据；第2个字中包含指向下一个链表元素的指针，当这个指针为0时表示链表结束。
代码执行前R0指向链表的头元素，R1中存放将要搜索的数据；代码执行后R0指向第1个匹配的元素，或者当没有匹配元素时，R0为0。

• 数据定义伪指令示例

• GBLA StrLen GBLS Str1 GBLS Str2 GBLS Str3 Str1 SETS "AAA" Str2 SETS "BBB" Str3 SETS Str1 :CC: Str2 ;Str3=“AAABBB”(:CC:拼接运算符) StrLen SETA :LEN: Str3 ;StrLen=6，:LEN:是求字符串长度的运算符 AREA blockcopy,CODE,READONLY …… Src DCD 1,2,3,4,5,6,7,8 StrMem DCB Str3,0 ;从StrMem开始的连续7个单元(一个字符串代表多个expr) ;分别存放的是AAABBB的ASCII码和0. …… END

• 控制程序流向伪指令程序示例

• GBLA NU1 NU1 SETA 1 AREA blockcopy,CODE,READONLY ENTRY WHILE NU1 < 3 LDR R0,=Src LDR R1,=0x40000000 MOV R2,#NU1 LDR SP,=0x40000840 NU1 SETA NU1+1 WEND ......... END

• 伪指令操作示例1——ALIGN、LTORG。。。

• AREA example, CODE, READONLY ENTRY MOV R0,#1 B start DATA1 DCB "strin" ;造成地址不对齐 ALIGN 4 ;使后续指令4字节对齐 start BL func1 BL func2 B start func1 LDR r0, =start LDR r1, =Darea +12 LDR r2, =Darea + 6000 MOV pc,lr ;返回 LTORG ; 子程序结束，声明文字池 func2 LDR r3, =Darea +60 LDR r4, =Darea +6004 MOV pc, lr Darea SPACE 8000 END

• 伪指令操作示例2——实现分支跳转以及方法顺序执行

• AREA example,CODE,READONLY ;伪指令操作示例2 ENTRY CODE32 START CMP R0,#8 ;R0的初值为0 ADDLT PC,PC,R0,LSL#2 B method_d B method_0 B method_1 B method_2 B method_3 B method_4 B method_5 B method_6 B method_7 method_0 MOV R0,#1 ;这里添加实现method_0的代码 B end0 method_1 MOV R0,#2 ;这里添加实现method_1的代码 B end0 …… method_7 MOV R0,#8 ;这里添加实现method_7的代码 B end0 method_d MOV R0,#0 ;因流水线的原因不可能到达 end0 B START END

• ARM汇编程序设计模板

• DataMem EQU 0x40000000 GBLA Str1 Str1 SETS "AAAA" EXPORT AREA example,CODE,READONLY IMPORT ;定义代码段，一个ARM汇编程序至少有一个代码段 ENTRY ;定义程序入口点 start …… LTORG ;定义数据缓冲池 StrMem DCB 0 ;分配内存单元 ALIGN 4 Temp SPACE 100 ;分配100字节连续的字节单元 END ;汇编语言程序结束

• 编写一个分支程序段，如果寄存器 R5 中的数据等于 10，就把 R5 中的数据存入寄存器 R1；否则把 R5 中的数据分别存入寄存器 R0 和 R1。流程图为：

• 编写一个程序段，当寄存器R1中的数据大于R2中数据时，将R2中的数据加10存入寄存器 R1；否则将R2中数据加 5 存入寄存器 R1。流程图为：

• 编写一个程序段，判断寄存器R1中数据是否为10、15、12、22。如果是，则将R0中的数据加1；否则将R0设置为 0XF。流程图如下：

• 下面是一个汇编代码的函数，它引用了一个在其他文件中定义的全局变量globvar，将其加 2 后写回 globvar

• AREA globals, CODE, READONLY EXPORT asmsubrouttine IMPORT globvar ;引入全局变量 asmsubrouttine LDR R1,=globvar LDR R0,[R1] ADD R0,R0,#2 STR R0,[R1] MOV PC,LR END

• C程序可调用汇编函数实例

• 本汇编程序把R1指向的数据块复制到R0指向的存储块
在 C 语言文件中，调用 strcopy 函数的方法如下：

• 汇编程序调用C函数实例

• 有C程序
现需要在汇编程序中实现功能：int f(int i) {return –g(i, 2*i, 3*i, 4*i,5*i)}
汇编代码如下：

• 内联汇编——使能IRQ

• void enable_IRQ(void) { int tmp; _ _asm //声名内联汇编代码 { MRS tmp, CPSR BIC tmp, tmp, #0x80 MSR CPSR_c, tmp } }

• 内联汇编——获取模式

• void Read_mode(void) { int tmp, RR; RR = 0xFFFFFFE0; __asm //声名内联汇编代码 { MRS tmp, CPSR BIC tmp, tmp, RR } }

• 嵌入式汇编——加法函数

• _ _asm int add(int i, int j) { ADD R0, R0, R1 MOV PC, LR }
需要注意的是返回的时候需要手动返回

• 中断服务程序的编写——方法一

• 汇编程序部分
C语言部分：

• 中断服务程序宏定义方法二，除reset中断外的其余6种中断都可以使用该宏定义的程序段进入。中断向量表的定义与方法一相同。唯一的区别应该就是中断服务程序如何编写，以及IRQ中断如何绑定

• 在方法1中，直接将二级分发程序写在IRQHandler下，而在方法二中是在ResetHandler中直接将IRQHandler标号的值替换为二级分发程序的值
使用这种方法同样需要将自己编写的中断服务程序在C语言中在二级中断向量表中注册
后续的在C程序中的处理方式和方法一 一样

一些疑问

• 关于通用寄存器
• 通用寄存器：0-15
• 一般通用寄存器：0-14
• 完全通用寄存器：0-13

一些例题

• 思考:在调试阶段如果进入了中止异常模式，该如何找出问题所在呢？

• 可以通过中止模式下的R14找到进入异常前的程序位置。如果意外地发生了未定义异常，可以采取类似的处理方法。

• 假设R0=0x1,R3=0x3,指令执行之前CPSR部分标志位为 nZcv,分别执行如下指令CPSR的值有何变化？

• SUB R1,R0,R3 ;R0的值减去R3的值，结果存入R1 SUBS R1,R0,R3 ;R0的值减去R3的值，结果存入R1影响标志位。
分析：执行第1条指令对于标志寄存器的值没有任何影响，因此CPSR的值不变。执行第2条指令后CPSR=Nzcv

• 分别执行下面两条指令有何区别？

• LDR R3,[R0,#4] LDR R3,[R0,#4]！
分析：在上述指令中，第1条指令没有后缀！，指令的结果是把R0加4作为地址指针，把这个指针所指向的地址单元所存储的数据读入R3，R0的值不变。第2条指令除了实现以上操作外，还把R0＋4的结果送到R0中。

• 下面三条指令有何区别？

• ADD R4,R3,#1 ADDEQ R4,R3,#1 ADDS R4,R3,#1
分析：第一条指令没有特殊点，第二条指令当Z=1时执行，第三条指令执行结束后将更新CPSR

• 下列命令中，汇编器把立即数转换为移位操作：

• MOV R0,#0x104 ; uses 0x41 ror 30 ADD R1,R2,#0xFF0000 ; uses 0xFF ror 16

• 带有立即数的MOV 指令的二进制编码为：

• MOV R0，#0xF200 ;E3A00CF2. 0xF200 =0xF2 ROR(2*C） MOV R1，#0x110000 ;E3A01811. 0x110000 =0x11 ROR(2*8） MOV R4，#0x12800 ;E3A04B4A. 0x12800 =0x4A ROR(2*B）

• CMP指令与SUBS指令的区别？

• CMP指令不保存计算结果，而SUBS指令会保存运算结果

• 已知（R0）=0X00000000和（R1）=0X00009000，并已知在存储器中首地址为 0X00009000 的区域中存放了数据0X01010101，在首地址为 0X00009004 的区域存放了数据 0X02020202。试写出执行了指令 LDR R0，[R1，#4] 后 R0 和 R1 中的数据。

• 解答：（R0）= 0X02020202 （R1）= 0X00009000

• 条件如上题，试写出执行了指令 LDR R0，[R1，#4]！后的 R0 和 R1 中的数据。

• 解答：（R0）=0X02020202 （R1）=0X00009004

• 条件如上题，试写出执行了指令 LDR R0，[R1]，#4 后 R0 和 R1 中的数据

• 解答：（R0）=0X01010101 （R1）=0X00009004

• 解释下列指令

• LDR R1，[R0，#0X10] ;将R0+16地址处的数据读出，保存到R1中（R0的值不变） LDR R1，[R0，R2，LSL #02] ;将R0+R2*4地址的数据读出，保存到R1中(R0、R2的值不变) LDR Rd，label ;label为程序标号， label必须是当前指令-4~4KB范围内（LDR指令的12位数）

• 数据在存储器中的存储情况如下图所示。现已知作为基地址寄存器 R0 的内容为 0X00000018 ，试分析如下指令执行后的结果。

解：（R1）=0X00000004、（R2）=0X00000005、（R3）=0X00000006、（R0）=0X00000024
解：（R1）=0X00000005、（R2）=0X00000006、（R3）=0X00000007、（R0）=0X00000024
解：（R3）=0X00000004、（R2）=0X00000003、（R1）=0X00000002、（R0）=0X0000000C
解：（R3）=0X00000003、（R2）=0X00000002、（R1）=0X00000001、（R0）=0X0000000C

• 假设R0和R1存放一个64位数据，R0中存放数据的低32位；R2和R3中存放另一个64位数据，R2中存放数据的低32位。对这两个64位数进行加、减和比较运算。（R1，R0）、（R3，R2）
• 两个64位数据的加法运算，结果保存到R0和R1中
• ADDS R0,R0,R2 ;低32位相加，设置CPSR的C标志位。 ADC R1,R1,R3 ;高32位的带位相加
• 两个64位数据的减法运算，结果保存到R0和R1中。
• SUBS R0,R0,R2 ;低32位相减，设置CPSR的C标志位。 SBC R1,R1,R3 ;高32位的带位相减
• 两个64位数据的比较操作，并设置CPSR中的条件标志位。
• CMP R1,R3 ;比较高32位 CMPEQ R0,R2 ;如果高32位相等，比较低32位

• 已知某定义的宏，使用语句HandlerFIQ HANDLER HandleFIQ调用该宏，在程序预编译后，该宏调用语句将展开为以下程序段：

• HandlerFIQ sub sp,sp,#4 stmfd sp!,{r0} ldr r0,=HandleFIQ ldr r0,[r0] str r0,[sp,#4] ldmfd sp!,{r0,pc}
请写出该宏的定义程序段
该题答案见一些重点程序部分的宏定义示例

• 写出下面代码的指令执行结果（R3-R6）

• AREA blockcopy,CODE,READONLY ENTRY LDR R1,=ftt LDR R2,=ftt2 LDR R3,[R1] LDR R4,[R2] LDR R5,[R1, #4] LDR R6,[R2, #4] Src DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4 StrMem DCB “ABCS”,0 MAP Src ftt FIELD 8 ftt2 FIELD 8 END
程序段执行后，R3=1 ，R4=3 ，R5=2 ，R6=4

• 写出下面代码的指令执行结果（R1、R4）

• AREA blockcopy,CODE,READONLY ENTRY ARM LDR R0,=ss1 LDR R1,=ss2 LDR R4,[R0] ALIGN 4 ss1 DCB 1 ALIGN 4,3 ss2 DCB 3 END
该段程序执行完成后，假如R0的值为0x10001000，则R1=0x10001003 ，R4=0x03000001

• 写出下面代码的指令执行结果（Str3、Str4）

• GBLL VAR GBLS Str1 GBLS Str2 GBLS Str3 GBLS Str4 Str1 SETS "AAAA" Str2 SETS "BCDEFG" llll SETL {False} Str3 SETS Str1:CC:(Str2:LEFT:3):CC::STR:VAR Str4 SETS Str1:CC:Str2:LEFT:3:CC::STR:VAR
Str3对应的字符串为：AAAABCDF
Str4对应的字符串为：AAAF

• 中断信号流向例题——以INTTIMER0, INTTIMER2和INT_UART0为例。首先我们得做几个假设：
• 假设1：这三个中断的屏蔽被取消。
• 假设2：PRIORITY寄存器中ARBMODE2，ARBMODE5皆为0，既不进行优先级的自动旋转排序，任何时候ARBITER2，ARBITER5控制的中断组优先级次序分别为0-1-2-3-4-5和1-2-3-4。（即ARBSEL2和ARBSEL5、ARB_SEL6皆为00）
• 假设3：这三个中断皆为IRQ类型。
• 假设4：这三个中断同时被触发。

• 处理过程如下：
• SRCPND：INTTIMER0、NTTIMER2和INT_UART0三个中断被同时触发，此时三个中断信号流向SRCPND寄存器，使该寄存器中的第10位，12位，28位被置为1。
• 信号进一步流经INTMODE寄存器，这三个中断皆为IRQ类型（所以快速中断不会被INTMASK屏蔽）
• 中断信号继续向前流经INTMASK寄存器，这三个中断都没有被屏蔽，于是中断信号继续向前流向PRIORITY寄存器。
• INTPND和INTOFFSET：经过优先级判断，INTTIMER0中断信号使INTPND寄存器的第10位置1（INTTIMER0优先级最高），此时INTOFFSET寄存器的值为10。
• CPU转向相应的中断服务例程进行处理。
• 中断服务器程序中，我们的程序将INTPND和SRCPND的第10清0，然后进行中断服务程序的处理，直到INT_TIMER0中断处理完毕。
• 此时SRCPND的第12位，28位仍为1（这两个中断请求未被处理），故他们会继续被CPU以刚才描述的方式进行处理。

• 中断处理过程

• 在一个采用S3C2440作为处理器的嵌入式系统中，假设中断INTTIMER0、INTTIMER3、INT_SPI1、EINT0这四个中断同时产生，这四个中断产生之前，CPSR寄存器的低8位的值为0x1F。相关寄存器的值如下：



试回答以下问题：
• 当INTTIMER0、INTTIMER3、INT_SPI1、EINT0这四个中断同时产生后，SRCPND寄存器中的值（使用32位二进制来表示）为：0010 0000 0000 0000 0010 0100 0000 0001
• INTPND寄存器中的值（使用32位二进制来表示）为：0000 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000
• 此时INTOFFSET寄存器的值为10 （使用10进制数表示）。
• CPU将进行INT_TIMER0中断的中断服务例程进行处理（从INTTIMER0、INTTIMER3、INT_SPI1、EINT0中选填一个）。
• 当第一个中断服务程序结束后，SRCPND寄存器中的值（使用32位二进制来表示）为：0010 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0001
• INTPND寄存器中的值（使用32位二进制来表示）为：0000 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000
• 如果程序要屏蔽INT_TIMER0中断，请写出相关程序代码（注：只需写出相关指令代码，不需要写出完整的汇编程序结构）。
• LDR R1,=0x4A000008 LDR R2,[R1] ORR R2, R2, #0x400 STR R2,[R1]