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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