3.5 ARM汇编程序设计

熟悉了ARM体系结构和常用的汇编指令，我们就可以尝试编写简单的ARM汇编程序了。在一段完整的汇编程序中，不仅包含了各种汇编指令和伪指令，还包含了各种伪操作。伪操作可以让程序员更加方便地编写汇编程序，实现更加复杂的逻辑功能。

3.5.1 ARM汇编程序格式

ARM汇编程序是以段（section）为单位进行组织的。在一个汇编文件中，可以有不同的section，分为代码段、数据段等，各个段之间相互独立，一个ARM汇编程序至少要有一个代码段。我们可以使用AREA伪操作来标识一个段的起始、段名和段的读写属性。

上面的汇编程序实现了数据块的复制功能。该汇编程序由两个程序段组成：一个代码段，一个数据段，两个段相互独立，由AREA伪操作来标识一个段的起始、段名、段的属性（CODE、DATA）和读写权限（READONLY、READWRITE）。

C程序一般都是从main()函数开始执行的，那汇编程序从哪里开始执行呢？ARM汇编程序通过ENTRY这个伪操作来标识汇编程序的运行入口，使用伪操作END来标识汇编程序的结束。

在ARM汇编程序中可以使用标号。像C语言一样，在汇编语言中，标号代表的指令地址，如上述代码中的LOOP标号，和BNE指令结合使用可以构建一个循环程序结构。

在C程序中，我们可以使用//或/**/来注释代码；在汇编程序中，我们同样也可以添加注释，我们使用分号；来注释代码。在一个空行的行首或者一条指令语句的末尾添加一个分号，然后就可以在分号后面添加注释，以增加程序的可读性。

3.5.2 符号与标号

在ARM汇编程序中，我们可以使用符号来标识一个地址、变量或数字常量。当用符号来标识一个地址时，这个符号通常又被称为标号。

符号的命名规则和C语言的标识符命名规则一样：由字母、数字和下画线组成，符号的开头不能使用数字，但标号除外。标号比较任性，标号的开头不仅可以是数字，甚至整个标号可以是一个纯数字。

符号的命名在其作用域内必须唯一，不能与系统内部或系统预定义的符号同名，不能与指令助记符、伪指令同名。一般情况下，一个符号的作用域是整个汇编源文件。有时候我们会直接通过数字[0，99]而不是使用字符来进行地址引用，我们称这种数字为局部标号。局部标号的作用域为当前段，在汇编程序中，我们可以使用下面的格式来引用局部标号。

在局部标号的引用格式中，由大括号{}括起来的部分是可选项，N表示局部标号，其余的参数说明如下。

● %：引用符号，对一个局部标号产生引用。

● F：指示编译器只向前搜索。

● B：指示编译器只向后搜索。

● A：指示编译器搜索宏的所有宏命令层。

● T：指示编译器搜索宏的当前层。

● N：局部标号的名字。

● routename：局部标号作用范围名称，使用ROUT定义。

若B、F没有指定，编译器将默认先向后搜索，然后向前搜索。若A、T都没指定，则汇编程序默认搜索从当前层到最顶层的所有宏命令，但不搜索较低层的宏命令。如果在标签中或者对一个标签的引用中指定了routename，则汇编程序将其与最近的一个前ROUT指令的名称进行比较，如果不匹配，则汇编程序会生成一条错误消息，汇编失败。

在汇编代码中，使用局部标号的示例程序如下：

在上面的汇编程序中，我们定义了一个局部标号：0，然后通过BNE%B0指令引用了这个标号，B表示向后跳转，程序直接跳到了局部标号0处的代码执行，构成了一个循环程序结构。

3.5.3 伪操作

在C语言中，为了编程方便，编译器会定义一系列预处理命令，并用＃来标识，如＃include、＃define、＃if、＃else、＃end等。这些预处理命令并不是真正的C语言关键字，而是为了编程方便，编译器提供给我们使用的预定义标识符。一个C程序经过预处理之后，这些预处理命令一般会全部消失，预处理后的代码也就变成了一个完全由C语言关键字和标准语法构成的原汁原味的C程序，然后编译器才能去对这些源程序进行语法、语义分析，最后编译成二进制可执行文件。在整个编译过程中，编译器是不认识这些预处理命令的。如果在编译之前不做预处理操作，则编译器就会报错，这一点大家要搞明白。

同样的道理，在汇编语言中，为了编程方便，汇编器也定义了一些特殊的指令助记符，以方便对汇编程序做各种处理。如使用AREA来定义一个段（section），使用GBLA来定义一个数据，使用ENTRY来指定汇编程序的执行入口等，这些指令助记符统称为伪指令或伪操作。伪操作是为编写汇编程序服务的，即使在同一个CPU架构下，不同的编译环境或汇编器虽然会遵循和兼容同一套指令集，但是可能会定义各自不同的伪操作，它们的使用方法和格式也各不相同。

伪操作一般用在符号定义、数据定义、汇编程序结构控制等场合。在一个汇编程序中经常使用的伪操作如下。

关于数据定义，常用的伪操作有DCD、DCB、SPACE、DATA，这些伪操作的使用方法如下所示。

除此之外，还有一些其他常用的伪操作，如用来标识程序的入口地址、程序的结束地址、用来定义段的属性等，具体如表3-4所示。

有了这些伪操作辅助，我们就可以设计出更加灵活、功能更加复杂的程序结构，也可以定义一个个汇编子程序，然后在主程序中分别去调用它们，实现汇编语言的模块化编程。

在上面的汇编程序中，我们实现了一个汇编子程序SUM_ASM，使用EXPORT伪操作将其声明为一个全局符号，然后其他汇编程序或C程序就可以直接调用它了。

SUM_ASM汇编子程序自身又调用了其他子程序sum，这个sum子程序可以是一个汇编子程序，也可以是一个使用C语言定义的函数。在调用之前我们要先使用IMPORT伪操作把sum子程序导入进来，然后就可以直接使用BL指令跳转过去运行了。只要遵循一些约定的规则，C程序和汇编程序其实是可以相互调用的，从汇编指令的层面上看，它们之间并无本质的区别。