ARM - 类RISC指令集，固定操作码大小：

Question

根据这个组成的微处理器架构的指令集： https://github.com/mertyildiran/DASM

在我们用C编写的玩具汇编程序中，我们已经实现了PUSH＆amp; POP说明如下所示：

PUSH：

这基本上是4 DEC和1 ST指令的组合。

        else if (strcmp(token,"push")==0) // PUSH instruction: combination of 4 DEC and 1 ST instruction on Stack Pointer (SP)
        {
            op1 = strtok(NULL,"\n\t\r ");
            op2[0] = sp; // Let's say address of SP is 9
            printf("\n\t%s\t%s\n",strupr(token),op1);
            ch = (op2[0]-48) | ((op2[0]-48)<<3); // Prepare bitwise instruction format for DEC instructions
            program[counter]=0x7800+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
            program[counter]=0x7800+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
            program[counter]=0x7800+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
            program[counter]=0x7800+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;

            ch = ((op1[0]-48) << 2) | ((op2[0]-48) << 6); // Prepare bitwise instruction format for ST instruction
            program[counter]=0x3000+((ch)&0x00ff); // Store the value in Stack
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
        }

POP：

这基本上是1 LD和4 INC指令的组合。

        else if (strcmp(token,"pop")==0) // POP instruction: combination of 1 LD and 4 INC instructions on Stack Pointer (SP)
        {
            op1 = strtok(NULL,"\n\t\r ");
            op2[0] = sp; // Let's say address of SP is 9
            printf("\n\t%s\t%s\n",strupr(token),op1);

            ch = (op1[0]-48) | ((op2[0]-48) << 3); // Prepare bitwise instruction format for LD instruction
            program[counter]=0x2000+((ch)&0x00ff); // Store the value in Stack
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;

            ch = (op2[0]-48) | ((op2[0]-48)<<3); // Prepare bitwise instruction format for INC instructions
            program[counter]=0x7700+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
            program[counter]=0x7700+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
            program[counter]=0x7700+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
            program[counter]=0x7700+((ch)&0x00ff); // Decrease Stack Pointer 4 times
            printf("> %d\t%04x\n",counter,program[counter]);
            counter++;
        }

所以我的问题是我们如何实现CALL＆amp;使用堆栈的RET指令？

我知道CALL指令会将PC的当前状态存储在堆栈中，这样程序就可以使用RET指令返回它所在的位置。但它引导我两个子问题：

执行CALL后，如果在子程序中，程序如何获取先前存储在堆栈中的地址，则指令将某些内容推送到堆栈或覆盖CALL的返回地址。
我们如何在机器代码级别将相关标签的地址传递给CALL？在我们的汇编JMP＆amp;由于同样的原因，jZ指令也没有完成。

如果你想看看整个图片：https://github.com/mertyildiran/DASM/blob/master/assembler.c

对于2. subquestion（JMP / CALL），您可以通过此示例解释它，可能jmp lpp行：

.data
     count: 60
     array: .space 10
     char: 0xfe
.code
        ldi 0 count
        ld  0 0
        ldi 1 array
        ldi 2 char
        ld  2 2
lpp     st 1 2
        inc 1
        dec 0
        jz loop
        jmp lpp
loop    sub 1 2 3
lp1     jmp lp1

Answer 1

＆＃34;汇编程序如何将标签地址传递给JMP指令？＆＃34;

从机器/ CPU架构中可以明显看出它是如何解码指令的。我对你的问题感到困惑，是否已经将最终的CPU作为最终版本（然后它应该描述，如何加载pc寄存器=这基本上是什么跳转，加上它可能是有条件的），或者你在一个中做两个项目，同时创建硬件机器规格和汇编程序。而且我懒得再读它，所以我只会告诉你现实世界的常用方法。

ARM - 类RISC指令集，固定操作码大小：

在16b（拇指）和32b模式下，操作码的前几位指定指令（B, BL, BLX，B是纯跳转，BL类似于CALL，但不使用堆栈，＆＃34;链接＆＃34;寄存器用于存储返回地址），其余位指定寄存器保存目标地址（因此调用函数foo可以执行load r0,foo bl r0），或者立即值，相对于当前PC。

这意味着，在16b模式下，您可以无条件地跳转+ -2kiB，或者有条件地跳转-252到+258（条件变量在其他位中进行编码，从中立即取出一些）。< / p>

这有时会导致高级编译器使用寄存器变体，或者跳到足够接近另一个跳跃指令的情况，这种情况会进一步跳跃。

在32b模式下，为立即保留的剩余位为您提供更好的范围，对于所有变体约为+ -32MiB。（还有一个模式，32b＆＃34;拇指＆＃34;它有一个不同的编码，但在这个例子中无关紧要。）

有趣的是，地址中的位0确实指定指令是否处于拇指模式或全32b模式，因为所有地址必须在ARM上对齐，因此跳转到地址0x00000001会通过CPU切换跳转到0x00000000到拇指模式。

x86 - 类似CISC的历史延伸超出了良好的品味

这个有几乎所有可能的变体（除了那个你真正需要的那个。你在过去3个月写过的。）指令编码具有可变长度，因此指令使用尽可能多的字节，由英特尔决定是否需要。

相对跳跃（单字节短-128 ... +127） - 检查
绝对跳转到地址（编码为jmp操作码字节，然后根据需要编码地址的字节数）
注册跳转（到存储在寄存器中的地址）
条件相对跳转（不仅仅是＆＃34;扩展＆＃34; jmp编码，如ARM案例，但具体的操作码）
loop，jcxz/jecxz等额外内容，甚至还有一些我甚至忘了。

因此可以归结为将值加载到某个寄存器中，或者将立即编码到指令操作码中，然后将其视为绝对地址（例如，在32b平台上，您设法为地址编码25位），允许你处理32MiB的RAM;而不是4GiB），或作为相对地址（25bits =＆gt; pc + - 16Mi）。

附录，这可能是你问题的一部分？喜欢如何＆＃34;知道＆＃34;什么地址将在未来的标签上？

大多数汇编程序是双遍的，因此它们首先生成指令操作码（并且可以计算源的每个部分的长度），并收集符号表中的所有符号，然后根据操作码定义所有地址符号长度和org指令。然后在第二遍中，用特定的符号值填充操作码中的所有立即值。

这也表明，为什么双程组装者不能自动处理jmp rel8/rel16（由8b或16b立即定义的相对跳跃），但程序员必须指定他想要使用哪一个。（或者使用多次传递汇编程序，它将首先尝试rel8，当失败时，它将使用rel16重新编码jmp并移动+重新编译超出该点的所有内容。）

查看push编码的示例来源，我觉得有一些工作可以帮助您改变汇编程序的工作方式......（无论如何，它都很丑陋，就像创建一样操作码和屏幕上的打印输出 - 不要再犹豫再写一次，我敢打赌它会变得更干净，更简单。）

编辑：最后，我可能更好地理解那个汇编程序。

所以program是uint16_t[]，对吧？（应该是问题的一部分）。

指令机器代码也是固定大小，16b。

但是你的counter计算16b字......那么目标架构的寻址方式是什么？

地址0存储16b字，地址1存储下一个16b字？（并且它没有重叠，如在x86，其中地址以8b字节计数=＆gt;在这种情况下，第一个指令字将位于地址0和1，第二个字将是在地址2和3。确保您的counter遵循正确的寻址方案（或者在定义标签符号的值时必须转换它）。

你的asm正在产生类似0x0000 0x7802的输出：地址0，字7802，用params 2做一些指令78（不清楚的字节顺序！要么你很幸运在编译主机上有相同的一个，或者你会以错误的机器代码结束，每个单词中包含交换的字节），下一个操作码0x0001 0x7803，......等......

所以看起来你已经修复了16b大小的指令编码，不确定jmp是否会像存储/加载指令一样吃掉整个8b，或者那个是特殊的，保留更多的位用于立即编码。如果只有其他字节可用，则只有有意义的使用方式是签名8b -128..+127相对跳转。

如果寻址适用于16b字，那么你可以有效地向后/向前跳转-128 .. + 127条指令。如果寻址适用于8b字节，则范围仅为-64 .. + 63指令。很难说，因为我没有弄清楚目标平台的任何细节（你应该添加一些链接或其他东西，至少是如何编码jmp以及如何映射内存）。

如何实现CALL＆amp; RET到汇编程序？

1 个答案:

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