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08汇编,反汇编,机器码


1. 程序处理的4个步骤

我们的第1个LED程序涉及2个文件:start.S、main.c,它们的处理过程如下:
08汇编,反汇编,机器码_反汇编
我们想深入理解ARM架构,想深入理解汇编与C,想深入理解栈的作用,想深入理解C语言的实质,
就必须把最终的可执行程序,反汇编后,阅读得到的汇编代码。
上述4个步骤的细节,在后面课程里再讲。
现在只需要理解“汇编”、“反汇编”的概念:

  • 汇编

汇编文件转换为目标文件(里面是机器码)。

  • 反汇编

可执行文件(目标文件,里面是机器码),转换为汇编文件。

2. KEIL下怎么反汇编

在KEIL的User选项中,如下图添加这两项:

fromelf  --bin  --output=led.bin  Objects\led_c.axf
fromelf --text -a -c --output=led.dis Objects\led_c.axf

然后重新编译,即可得到二进制文件led.bin(以后会分析)、反汇编文件led.dis。
如下图操作:
08汇编,反汇编,机器码_反汇编_02

3. GCC下反汇编

使用GCC工具链编译程序时,在Makefile中有这一句:

$(OBJDUMP) -D -m arm  led.elf  > led.dis  # OBJDUMP = arm-linux-gnueabihf-objdump

它就是把可执行程序led.elf,反汇编,得到led.dis。

4. 机器码与汇编

参考资料:

doc_and_source_for_mcu_mpu\通用资料\ARM:
DDI0403E_B_armv7m_arm.pdf P254 // cortex M3/M4
ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf P410 // cortex A7

前面介绍过伪指令,伪指令是实际不存在的ARM命令,编译器在编译时转换成存在的ARM指令。
我们代码中的​​ldr r1, =0x????????​​这条伪指令的真实指令是什么呢?
对于我们使用的3款板子,汇编代码如下(如果你的板子不是这3款之一,请灵活变通,知识是一样的):

LDR SP, =(0x20000000+0x10000)   // STM32F103
ldr sp, =(0x80000000+0x100000) // IMX6ULL
ldr sp, =0xc0000000 + 0x100000 // STM32MP157 A7

我们可以通过反汇编来查看, 只摘取前面一小段。

4.1 STM32F103反汇编

我们只摘取前面一小段,第一列是地址,第二列是机器码,第三列是汇编:
08汇编,反汇编,机器码_反汇编_03

4.2 STM32MP157反汇编

08汇编,反汇编,机器码_伪指令_04

4.3 IMX6ULL反汇编

08汇编,反汇编,机器码_机器码_05

4.4 机器码与汇编示例

4.4.1 Thumb/Thumb2指令集

08汇编,反汇编,机器码_机器码_06

4.4.2 ARM指令集

08汇编,反汇编,机器码_伪指令_07

4.5 解析LDR伪指令

为什么 PC=当前指令+4或8?

  • CORTEX M3/M4

使用Thumb2指令集,一条指令是16位或32位。

  • CORTEX A7

默认使用ARM指令集,一条指令是32位的。

  • 流水线

ARM指令采用流水线机制:

  • 当前执行地址A的指令,
  • 同时已经在对下一条指令进行译码
  • 同时已经在读取下下一条指令:PC = A +4 (Thumb/Thumb2指令集)、PC = A + 8 (ARM指令集)

4.5 总结

  • C

为了方便人类方便使用,发明的高级语言,要转换为汇编。

  • 汇编

为了解放人类的记忆,发明的“助记符”,不用去记各类机器码。
最终要转换为机器码。

  • 机器码

给CPU使用

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