Question

我正在尝试为Arduino Duemilanove（AVR ATmega328P）编写一些汇编语言。在编译和反汇编C代码的同时学习汇编语言，我得到了这个：

（使用AVR_GCC编译）

int main() {
  volatile int a = 0;
  while (1) {
    ++a;
  }
  return 0;
}

哪个变成了

00000000 <__vectors>:
   0: 0c 94 34 00   jmp 0x68  ; 0x68 <__ctors_end>
   4: 0c 94 51 00   jmp 0xa2  ; 0xa2 <__bad_interrupt>
  ...
  64: 0c 94 51 00   jmp 0xa2  ; 0xa2 <__bad_interrupt>

00000068 <__ctors_end>:
  68: 11 24         eor r1, r1
  6a: 1f be         out 0x3f, r1  ; 63
  6c: cf ef         ldi r28, 0xFF ; 255
  6e: d8 e0         ldi r29, 0x08 ; 8
  70: de bf         out 0x3e, r29 ; 62
  72: cd bf         out 0x3d, r28 ; 61

00000074 <__do_copy_data>:
  74: 11 e0         ldi r17, 0x01 ; 1
  76: a0 e0         ldi r26, 0x00 ; 0
  78: b1 e0         ldi r27, 0x01 ; 1
  7a: e4 ec         ldi r30, 0xC4 ; 196
  7c: f0 e0         ldi r31, 0x00 ; 0
  7e: 02 c0         rjmp  .+4       ; 0x84 <__do_copy_data+0x10>
  80: 05 90         lpm r0, Z+
  82: 0d 92         st  X+, r0
  84: a0 30         cpi r26, 0x00 ; 0
  86: b1 07         cpc r27, r17
  88: d9 f7         brne  .-10      ; 0x80 <__do_copy_data+0xc>

0000008a <__do_clear_bss>:
  8a: 11 e0         ldi r17, 0x01 ; 1
  8c: a0 e0         ldi r26, 0x00 ; 0
  8e: b1 e0         ldi r27, 0x01 ; 1
  90: 01 c0         rjmp  .+2       ; 0x94 <.do_clear_bss_start>

00000092 <.do_clear_bss_loop>:
  92: 1d 92         st  X+, r1

00000094 <.do_clear_bss_start>:
  94: a0 30         cpi r26, 0x00 ; 0
  96: b1 07         cpc r27, r17
  98: e1 f7         brne  .-8       ; 0x92 <.do_clear_bss_loop>
  9a: 0e 94 53 00   call  0xa6  ; 0xa6 <main>
  9e: 0c 94 60 00   jmp 0xc0  ; 0xc0 <_exit>

000000a2 <__bad_interrupt>:
  a2: 0c 94 00 00   jmp 0 ; 0x0 <__vectors>

000000a6 <main>:
  a6: cf 93         push  r28
  a8: df 93         push  r29
  aa: 00 d0         rcall .+0       ; 0xac <main+0x6>
  ac: cd b7         in  r28, 0x3d ; 61
  ae: de b7         in  r29, 0x3e ; 62
  b0: 1a 82         std Y+2, r1 ; 0x02
  b2: 19 82         std Y+1, r1 ; 0x01
  b4: 89 81         ldd r24, Y+1  ; 0x01
  b6: 9a 81         ldd r25, Y+2  ; 0x02
  b8: 01 96         adiw  r24, 0x01 ; 1
  ba: 9a 83         std Y+2, r25  ; 0x02
  bc: 89 83         std Y+1, r24  ; 0x01
  be: fa cf         rjmp  .-12      ; 0xb4 <main+0xe>

000000c0 <_exit>:
  c0: f8 94         cli

000000c2 <__stop_program>:
  c2: ff cf         rjmp  .-2       ; 0xc2 <__stop_program>

我试着了解一些事情：

什么是。-8或类似的语法？（例如地址0x98或0xAA。）
在地址80到88（__do_copy_data结尾）的行周围有一些有趣的东西。在我看来，这会将所有程序代码从地址0xC4加载到RAM。为什么？
在__do_clear_bss_start / loop中，我们通过将RAM中的字节设置为0（r1的值）来清除我们刚刚完成的所有工作。为什么？所有这一切最终要求main。任何一般性解释？
为什么不贬低显示.bss，.rodata或其他部分？
第6a行，为什么SREG被清除了？是不是设置了每条指令后应该是什么？
第6c和6e行：0xFF和0x08对应的是什么？ r28和r29是堆栈指针低和高。
我玩了一下并添加了一个静态全局变量。为什么我们从0x0100开始存储在RAM中而不是0x0000？
在第8a行，为什么ldi r17, 1？我们之前做过（只是一个愚蠢的评论）。或者其他可以改变r17？
我们开始将程序在闪存中复制到RAM，从0xC4开始（.bss和其他部分我猜），但是关于1的X的cpi / cpc将使所有闪存复制到所有RAM中。只是因为编译器的懒惰才能在.bss部分复制时不停止复制吗？

Answer 1

点/句点用作快捷方式，用于指示此指令的地址或位置或与之相关的内容。。+ 8表示从这里加8.您必须考虑指令集和/或汇编程序相对于指令集的细微差别。正如汇编程序的附加信息所示，。-8将转到do_clear_bss_loop，后面是八个字节，包括指令本身的两个字节。原始代码可能只有标签brne do_clear_bss_loop。

可能会复制数据段; .text基本上是只读的。这是你的代码，它希望在这个平台上使用flash。但是，.data是读/写的，通常初始化为非零值。因此，关闭电源后，您的初始值需要保存在某处，例如闪存，但在启动实际程序之前，引导程序需要将初始.data段值从闪存复制到{{3}中的实际主页}。然后，当程序运行时，它可以根据需要读取和/或修改这些值。

例如：

int x = 5;

main ()
{
    x = x + 1;
}

该值5必须处于闪存状态才能从上电开始，仅使用闪存来保存非易失性信息。但是在你可以读取/写入x的内存位置之前，你需要它在RAM中，所以一些启动代码会将所有.data sgement内容从flash复制到RAM。

对于那些只是猜测你的问题的长篇解释感到抱歉。

.bss是程序中初始化为零的变量。使用.data细分，如果我们有100个项目，我们需要100个闪存内容。但是如果我们有100个项目.bss，我们只需要告诉别人有100个项目。我们在flash中不需要100个零，只需将它编译/汇编到代码中即可。

所以

int x = 5;
int y;

int main ()
{
    while(1)
    {
        y = y + x + 1;
    }
}

x位于.data，而5需要位于非易失性存储中。 y在.bss中，只有在调用main以符合C标准之前，才需要将其归零。

当然，您可能没有自己使用全局变量，但可能有其他数据以某种方式使用.data和/或.bss段，因此引导代码准备在调用.data之前.bss和main()段，以便您的C编程体验符合预期。

Answer 2

我意识到这是一个迟到的答案。但是，我仍然认为对所有问题进行详细的逐点回答可能会很有趣。

什么是。-8或类似的语法？（例如地址0x98或0xAA。）

这意味着：“从这里跳回8个字节”。请注意，程序计数器已经增加了指令的长度（2个字节），因此brne .-8将在brne指令本身之前移动6个字节（而不是8个字节）。同样，rcall .+0将程序计数器推送到堆栈而不改变程序流程。这是一个仅用于在单个指令中保留两个字节的堆栈空间的技巧。

在地址80到88（__do_copy_data结尾）的行周围有一些有趣的东西。在我看来，这会将所有程序代码从地址0xC4加载到RAM中。为什么？

不，没有复制，这是一个空循环。在第84到88行，当指针X（r27：r26）等于0x0100时，有一个测试退出循环。由于X初始化为0x0100，因此根本不会循环。

此循环用于将数据部分从闪存复制到RAM。它基本上是这样的：

X = DATA_START;  // RAM address
Z = 0x00C4;      // Flash address
while (X != DATA_START + DATA_SIZE)
    ram[X++] = flash[Z++];

但您的程序碰巧有一个空数据部分（上面的伪代码中为DATA_SIZE == 0）。

另外，您应该注意您的程序在地址0x00c3处结束，因此Z指针在程序代码之后被初始化为指向。这是初始化变量的初始值应该是的地方。

在__do_clear_bss_start / loop中，我们通过将RAM中的字节设置为0（r1的值）来清除我们刚刚完成的所有工作。为什么？所有这一切最终要求main。任何一般性解释？


不，什么都不会被覆盖。该循环清除BSS，BSS通常在数据部分之后，没有重叠。伪代码：

X = BSS_START; while (X != BSS_START + BSS_SIZE) ram[X++] = 0;

其中BSS_START == DATA_START + DATA_SIZE。这也是程序中的一个空循环，因为你有一个空的bss。



为什么不贬低显示.bss，.rodata或其他部分？


因为objdump -d只会拆分预期保存代码的部分。



第6a行，为什么SREG被清除了？是不是设置了每条指令后应该是什么？


大多数指令只会改变 SREG的某些位。此外，这会清除全局中断使能位。



第6c和6e行：0xFF和0x08对应的是什么？ r28和r29是堆栈指针低和高。


堆栈指针加载0x08ff，这是ATmega328P中的最后一个RAM位置。堆栈将从那里向下增长。



我玩了一下并添加了一个静态全局变量。为什么我们从0x0100开始存储在RAM中而不是0x0000？


328P上的RAM为0x0100-0x08ff。在该地址下面有一些内存映射寄存器（CPU寄存器和I / O寄存器）。有关详细信息，请查看the datasheet，“8.3 SRAM数据存储器”部分。



在第8a行，为什么ldi r17, 1？我们之前做过（只是一个愚蠢的评论）。或者其他可以改变r17？


第8a行无用。这是因为链接器通过将不同的部分粘合在一起来构建程序的方式：__do_copy_data和__do_clear_bss是独立的例程，它们不依赖于寄存器中剩下的其他任何内容。



我们开始将程序在闪存中复制到RAM，从0xC4开始（.bss和其他部分我猜），但是关于1的X的cpi / cpc将使所有闪存复制到所有RAM中。只是因为编译器的懒惰才能在.bss部分复制时不停止复制吗？


你误解了这部分代码。只要X与r17不同，cpi，cpc和brne指令就会循环：0x00（即0x0100，因为r17 = 1）。 C.F.上面的伪代码。

通过AVR汇编程序“hello world”代码

2 个答案: