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從最簡單的實例學習ARM 指令集

打算為入門ARM指令集寫點初級文章,沒什麼遠大理想,純當娛樂算了。

      首先編輯一個最簡單的函數,包含變量分配及初始化:test1.c

 

#include <stdio.h>

void main()
{
  int d = 4;
}

 

      然後編譯:arm-linux-gnueabihf-gcc test.c -o test1

 

      然後看看匯編代碼:arm-linux-gnueabihf-objdump -D test1;每一句的含義我已經給出詳細注釋。

首先對輸出的文件格式說明,對於如下的輸出,左邊是程序地址(各種函數地址等等),第二列是指令碼的十六進制表示也俗稱機器碼,剩下的就是給人類看的指令助記符號,舉例舉例:

      835c:      b480            push    {r7}             
      這裡,835c是main函數的地址,b480是機器碼表示的指令,push {r7}就是給我們人類看的了。下面看test1的輸出:

 

0000835c <main>:

程序用到了r7寄存器,所以需要保護以免破壞之前的數據
1    835c:      b480            push    {r7}           

堆棧向下增長棧用的不多,只需要12個字節就夠用了: int d需要4個,多出來的8個沒有使用
2   835e:      b083            sub    sp, #12     

因為r0-r7是通用寄存器,可以使勁用,堆棧寄存器sp只有沒辦法的時候才使用。只好用r7 = sp + 0這種笨辦法
3  8360:      af00            add    r7, sp, #0 

參與int d = 4這條語句的是r3,這是通用寄存器,spec定義大家都可以用,不需要保護
4    8362:      f04f 0304      mov.w  r3, #4   

把4存儲到sp+4所指定的棧裡,c語言描述:*(sp + 4) = 4;留給大家思考:為何不頂著sp放置--即*(sp+0)=4?
5    8366:      607b            str    r3, [r7, #4]    

還記得第二條:sub sp, #12嗎?此句和下一句是為從堆棧裡恢復原來的r7--pop {r7},做准備;
6    8368:      f107 070c      add.w  r7, r7, #12 

r7已經是原來的sp了
7    836c:      46bd            mov    sp, r7   

彈出sp指向的內存數據給r7,c語言:r7 = *sp; 
8    836e:      bc80            pop    {r7} 

沒有調用子函數,即沒有使用lr寄存器,所以不需要push lr。跳轉到lr地址--進入main函數的下一條地址         
9    8370:      4770            bx      lr                 
10   8372:      bf00            nop

        我們再編輯一個稍微增加一個變量:test2.c

#include <stdio.h>

void main()
{
  int d = 4;
  char b = 2;
}

0000835c <main>:
1   835c:      b480            push    {r7}
2    835e:      b083            sub    sp, #12
3    8360:      af00            add    r7, sp, #0

4    8362:      f04f 0304      mov.w  r3, #4

  把4存儲到sp+0所指定的棧裡,c語言描述:*(sp + 0) = 4,注意與上一個例子的區別,這裡是頂著stack存放,為什麼?

5    8366:      603b            str    r3, [r7, #0] 

6    8368:      f04f 0302      mov.w  r3, #2

    為何要這麼任性的存放變量b?

7    836c:      71fb            strb    r3, [r7, #7] 
8    836e:      f107 070c      add.w  r7, r7, #12
9    8372:      46bd            mov    sp, r7
10   8374:      bc80            pop    {r7}
11   8376:      4770            bx      lr

    棧裡的數據是這樣的,b和d中間隔著好幾條街呢:)

    下一篇我們分析分析賦值運算。

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