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為什么學習STM32時還要學習匯編

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2022-02-16 13:43 ? 次閱讀

不同的平臺的匯編代碼是不一樣的,最早的匯編在50年代就發(fā)明了,比很多人的父母的年齡都大,老掉牙,不用學習怎么寫匯編。一個公司有一個人知道怎么寫匯編就夠了。但要學習讀匯編,為什么學習匯編?

1、性能

直接翻譯為機器語言,性能最高。優(yōu)秀的C語言效率只能達到匯編的80%左右。其他高級語言跟匯編一比差得更遠。語言越高級性能越差。很多bootloader和BIOS用匯編寫,匯編操作的是電腦手機剛剛上電時,硬件和初始化的那些命令,它們的性能的要求比較高,效率高開機速度更快。

分析問題

個人認為,編程人與機器對話,我們寫C,寫JAVA,但是電腦并不認識這些語言,電腦只認識0和1;所以需要一個人來翻譯這些語言,這個翻譯官就是編譯器,但是編譯器不能百分之百準確的表達程序員的意思,也就是所謂的翻譯有反義。例如,編譯器為了性能好一點,可能會優(yōu)化變量和語句,這個過程可能好心辦壞事,把有用的操作優(yōu)化了。因此只有看懂一些匯編語句,才能分析程序真正執(zhí)行的流程。在問題難以定位的情況下,匯編可能是分析問題的最后一根稻草。
幫助理解硬件

有些學校的單片機課程是以匯編進行教學的,主要原因就是匯編更貼近硬件。不過我不贊成這種做法,C語言能快速做出一點東西,有利于學生在放棄之前,增加成就感,好堅持下去。但是匯編確實更貼近硬件。

LDR指令

為了便于理解下文,先介紹下LDR指令,其格式如下:

LDR{條件} 目的寄存器 <存儲器地址>

作用:將 存儲器地址 所指地址處連續(xù)的4個字節(jié)(1個字)的數(shù)據傳送到目的寄存器中。LDR指令的尋址方式比較靈活,實例如下:

LDR R0,[R1] ;將存儲器地址為R1的字數(shù)據讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,R2] ;將存儲器地址為R1+R2的字數(shù)據讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,#8] ;將存儲器地址為R1+8的字數(shù)據讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1],R2 ;將存儲器地址為R1的字數(shù)據讀入寄存器R0,并將R1+R2的值存入R1。
LDR R0,[R1],#8 ;將存儲器地址為R1的字數(shù)據讀入寄存器R0,并將R1+8的值存入R1。
LDR R0,[R1,R2]! ;將存儲器地址為R1+R2的字數(shù)據讀入寄存器R0,并將R1+R2的值存入R1。
LDR R0,[R1,LSL #3] ;將存儲器地址為R1*8的字數(shù)據讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,R2,LSL #2] ;將存儲器地址為R1+R2*4的字數(shù)據讀入寄存器R0。
LDR R0,[R1,,R2,LSL #2]?。粚⒋鎯ζ鞯刂窞镽1+R2*4的字數(shù)據讀入寄存器R0,并將R1+R2*4的值存入R1。
LDR R0,[R1],R2,LSL #2 ;將存儲器地址為R1的字數(shù)據讀入寄存器R0,并將R1+R2*4的值存入R1。
LDR R0,Label ;Label為程序標號,Label必須是當前指令的-4~4KB范圍內。

要注意的是:

LDR Rd,[Rn],#0x04 ;這里Rd不允許是R15。

另外LDRB 的指令格式與LDR相似,只不過它是將存儲器地址中的8位(1個字節(jié))讀到目的寄存器中。LDRH的指令格式也與LDR相似,它是將內存中的16位(半字)讀到目的寄存器中。

LDR R0,=0xff

這里的LDR不是arm指令,而是偽指令。這個時候與MOVE很相似,只不過MOV指令后的立即數(shù)是有限制的。這個立即數(shù)必須是0X00-OXFF范圍內的數(shù)經過偶數(shù)次右移得到的數(shù),所以MOV用起來比較麻煩,因為有些數(shù)不那么容易看出來是否合法。

2、如何在KEIL下閱讀匯編

按d進入debug模式,在view下選擇disassembly window 。

100059172-113890-1.png

看光標,c文件下指向了main函數(shù)的第一行。

匯編窗口也指向了對應的語句。但是,在執(zhí)行C語言的第一行之前,仍然有許多操作要做,比如變量放在哪?在哪里調用了main函數(shù)等,這些操作都被集成開發(fā)環(huán)境IDE給封裝起來了。我們必須知道,在執(zhí)行main函數(shù)之前,有許多事情要做,只不過,初學的時候不必理會。以下是C語言源碼,功能是點亮LED。

//main.c #include int main(void) { RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN; GPIOB->CRL &= ~(0xf<<(1*4)); GPIOB->CRL |= 0x2<<(1*4); GPIOB->ODR &= ~(1<<1); return 0; } //main.h #define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018) #define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010c00) #define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010c0c)

匯編窗口往上翻,確實很多語句,先看這幾行代碼的匯編:

100059172-113891-2.jpg

先說最常用的兩句匯編:

LDR r0,[r1] r0 = *r1

STR r0,[r1] *r1 = r0

MOV r0,r1 r1->r0拷貝

100059172-113892-3.png

從內存0x0800 017c的32位數(shù)據拷貝到r0:

r0 = * 0x0800 017c

我們看到的 1000 4002其實 就是0x4002 1000。這里邊有個知識點叫做大小端模式,以下簡單講解,不能理解就記住。

100059172-113893-4.jpg

這個數(shù)據是在地址是這么存放的:

7C 7D 7E 7F
00 10 02 40

實際數(shù)據是0x4002 1000

* 0x0800 017c=0x4002 1000

然后r0的值+0x18也就是24 因為這個是第6號(第6號就是第7個的意思)元素

得到r0 = *0x4002 1018,r0的值由一個地址,變成了地址所存放的數(shù)據。

然后是或0x08操作,結果再復制給r0,*0x4002 1018 |=0x08

給r1分配地址,這個地址也是0x4002 1000, r1 = *0x4002 1000

把r0存放的值,(不是r0的地址,)存到r1+18的空間上

*(r1+0x18) = r0
*0x4002 1018 = (*0x4002 1018 |=0x08)
*0x4002 1018|=0x08

最終結果:地址4002 1018的數(shù),執(zhí)行了或0x08的操作。再分析下一句 :

100059172-113895-6.jpg

前兩句給r0分配空間,r0 = *0x4001 0c00

然后用BIC清除數(shù)據位,把4-7位清零,結果再賦值給r0。

*0x4001 0c00 &= ~(0xf0)
r1 = *0x4001 0c00
*0x4001 0c00 &= ~(0xf0)

剩下的不再詳細分析,直接給答案 :

100059172-113894-5.jpg

***0x4001 0c00 |= 0x20
0x4001 0c0c &= ~(0x02)*

最終,可以看到C語句被翻譯成了意料之中的匯編語句,自己的意圖被機器準確的理解了。

來源 | STM32嵌入式開發(fā)
整理文章為傳播相關技術,版權歸原作者所有,如有侵權,請聯(lián)系刪除
審核編輯:何安

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