一文搞懂 ARM 汇编｜指令、栈、C 混编、User 模式

一、学习ARM汇编的目的

核心目的：编写ARM启动代码
启动代码5大任务：

1. 初始化异常向量表
2. 初始化各处理器工作模式的栈指针寄存器
3. 开启ARM内核中断允许
4. 将处理器工作模式设置为User用户模式
5. 完成初始化，引导程序进入C语言main函数

二、移位指令

1. LSR 逻辑右移：最高位补0，适用于无符号数
2. ASR 算术右移：最高位补符号位，适用于有符号数
3. ROR 循环右移：移出的最低位补到最高位
4. LSL 逻辑左移

三、基础数据传送与运算指令

1. MOV 数据传送

MOVS <Rd>, #<imm8>    ;把立即数赋值给寄存器
MOV{S}<c> <Rd>, <Rm>  ;寄存器之间拷贝

S后缀：执行后会更新CPSR状态标志位。

2. ADD 加法指令

ADD{S}<c> <Rd>, <Rn>, #<const>        ;寄存器+立即数
ADD{S}<c> <Rd>, <Rn>, <Rm>            ;寄存器+寄存器
ADD{S}<c> <Rd>, <Rn>, <Rm>,<type> <R> ;运算同时带移位操作

3. 12位立即数判断规则

1. 数值在 0~0xFF(255)，一定是合法立即数；
2. 二进制最高位1到最低位1之间有效序列不能超过8位；
3. 有效8位序列右侧必须有偶数个连续0。

四、内存读写指令 LDR / STR

LDR：加载，把数据从内存读到寄存器

1. ldr r0,=0x12345678：伪指令，把大立即数加载到寄存器
2. ldr r0,=0x40000000：把内存地址放入寄存器
3. ldr r1,[r0]：把r0指向内存地址的数据读取到r1，等价 r1 = *r0

STR：存储，把寄存器数据写入内存

str r1, [r0]      ; *r0 = r1
str r1, [r0, #4]  ; *(r0+4) = r1，基址偏移，地址寄存器不改变
str r1, [r0], #4  ; *r0 = r1 ; r0=r0+4，事后自增
str r1, [r0, #4]! ; r0=r0+4 ; *r0 = r1，!代表先修改基址寄存器

五、位操作指令

1. ORR：将某个通用寄存器置1（操作数中为bit1的位置1），置1结果写回到通用寄存器

orr r0, r0, #(1 << 7)  ;把r0第7位设置为1

2. BIC：将某个通用寄存器清0（操作数中为bit1的位清0），清0结果写回到通用寄存器

bic r0, r0, #(1 << 7)  ;把r0第7位清0

六、比较与跳转指令

1. CMP Rn,Rm：比较两个寄存器，做减法运算，只更新CPSR标志位，不保存运算结果。
2. B：无条件跳转；配合条件后缀blt(小于跳转)、bgt(大于跳转)实现分支判断。
3. BL：带返回地址跳转，跳转前把返回地址保存到LR(R14)寄存器，用于函数调用。
4. BX LR：函数返回，等价 mov pc,lr，跳转到LR保存的返回地址。

七、ARM栈操作

ARM使用满减栈：SP指向有效的栈元素，入栈先减小SP，再存数据。

1. STMFD sp!,{r0,r1,lr}：入栈保护寄存器，把多个寄存器压入栈
2. LDMFD sp!,{r0,r1,lr}：出栈恢复寄存器，从栈读取数据回寄存器

!：表示执行指令后更新SP寄存器的值。

八、汇编与C语言混合编程

汇编调用C函数

• 参数 ≤4：使用R0~R3传递参数；
• 参数 ＞4：参数压栈，通过栈传递；
• C函数返回值存放于 R0。

C调用汇编函数

• C传入的参数自动存入R0‑R3；
• 汇编函数的返回结果，通过R0返回给C程序。

九、特殊寄存器读写 & 切换User模式

MRS、MSR专门访问CPSR/SPSR这类特殊状态寄存器，普通MOV指令不能操作。

1. MRS Rd,cpsr：读，把CPSR的值读到通用寄存器Rd
2. MSR cpsr,Rd：写，把通用寄存器Rd的值写入CPSR

切换到User用户模式三步流程：

1. mrs r0,cpsr：读取CPSR当前状态到r0
2. 修改r0的模式位，设置为User模式对应编码10000
3. msr cpsr,r0：将修改后的值写回CPSR，完成模式切换。

转载自 CSDN-专业IT技术社区

原文链接：https://blog.csdn.net/SXR0115/article/details/165622904