ARM指令
目标：
通过C代码和反汇编工具研究：
1 生成了Thumb指令还是ARM指令，如何通过编译参数改变；
2 对于ARM指令，能否产生条件执行的指令；
3 设计C的代码场景，观察是否产生了寄存器移位寻址；
4 设计C的代码场景,观察一个复杂的32位数是如何装载到寄存器的;
5 写一个C的多重函数调用的程序，观察和分析:
5 调用时的返回地址在哪里？
5 传入的参数在哪里？
5 本地变量的堆栈分配是如何做的？
5 寄存器是caller保存还是callee保存？是全体保存还是部分保存？
6 MLA是带累加的乘法，尝试要如何写C的表达式能编译得到MLA指令。
1：生成了Thumb指令还是ARM指令
写一个简单的C程序：
| #include<stdio.h> int main(){ int a=1,b=2; int c=a+b; printf("%-2d",c); return 0; } |
Gcc编译：
| [email protected] ~ $ gcc -c asm.c |
生成asm.o。
objdump反汇编
| [email protected] ~ $ objdump -d asm.o |
可见生成的汇编是32位的。是ARM指令
查看gcc help找到生成thumb的参数
| [email protected] ~ $ gcc --target-help |
生成thumb指令：
| [email protected] ~ $ gcc -mthumb -c asm.c |
报错：
| [email protected] ~ $ gcc -mthumb -msoft-float -c asm.c |
生成 新的asm.o。
objdump反汇编
| [email protected] ~ $ objdump -d asm.o |
可以看出汇编指令变为16位，是Thunb指令。
2：ARM条件执行指令
编写如下C代码
| #include<stdio.h> int main(){ int a=1,b=3; if(a<b) a<<2; if(a==b) b+=1; printf("%d %d",a,b); return 0; } |
用Gcc 编译
| [email protected] ~ $ gcc 2.c -c |
Objdump反汇编
完全没有吧条件跳转优化
所以用 -O3 优化编译
| [email protected] ~ $ gcc 2.c -c -O3 |
反汇编后
发现优化过头了，直接把条件跳转优化没了。
把条件语句写入函数中。
| include<stdio.h> int f(int a,int b){ if(a<b) a<<2; if(a==b) b+=1; printf("%d %d",a,b); return 0; } int main(){ f(10,2); f(3,3); return 0; }
|
编译，后反汇编
F函数中的addeq 就是条件执行语句。
3：设计C的代码场景，观察是否产生了寄存器移位寻址
设计如下代码：
| #include<stdio.h> int array(int*a,int index){ return a[index]; } int main(){ int a[10],i; int b=8;
for(i=0;i<10;i++) a[i]=i+1; printf("%d",array(a,b)); return 0; }
|
编译后反汇编
Array函数的取数组值时,指令用[r0,r1,lsl #2]来取地址。
4：观察一个复杂的32位数是如何装载到寄存器的;
代码如下：
| #include<stdio.h> int f(){ int a = 0x1234ABCD; int b = 0x11000000; a=a+b; return a; } int mian(){ int b; b=f()-2; return 0; } |
编译
此时不能做优化，不然32位数直接就放在内存中。
| [email protected] ~ $ gcc -c 4.c |
反汇编结果如下：
可见在编译是，编译器吧0x1234abcd 放到了代码段中，用地址访问。而0x11000000,编译器用立即数来得到 mov r3 , #285212672.
5：写一个C的多重函数调用的程序，观察和分析:
代码如下：
| #include<stdio.h> int f1(int a){ int b; b=a*a+a; return b; } int f2(int a,int b){ int c; c=f1(a)+f(b); return c; } int main(){ int x=1; x=f(5,7); return 0; }
|
编译
| [email protected] ~ $ gcc -c 5.c |
反汇编结果：
5.1：调用时的返回地址在哪里？
由反汇编可以看出返回地址在lr中，函数结束时，会把返回地址lr pop到pc中
5.2传入的参数在哪里？
传入的参数在r0-r3中，当参数不够用时，用更高寄存器r4+
5.3本地变量的堆栈分配是如何做的？
本地变量x存在寄存器r3中
| 8c: e50b3008 str r3, [fp, #-8] |
用以上指令把x压入fp堆栈中。
5.4寄存器是caller保存还是callee保存？是全体保存还是部分保存？
是callee保存，部分保存
6：尝试要写C的表达式能编译得到MLA指令。
代码如下：
| #include<stdio.h> int f2(int a,int b,int c){ int d; d=a*b+c; return d; } int main(){ int x=1; x=f(5,7,5); return 0; } |
编译一定要优化，不然只会有mul指令
反汇编如下：
浙江大学嵌入式课程非荣誉出品
转载于:https://my.oschina.net/daijy/blog/122230