aarch64体系结构与编程2--GNU AS汇编器介绍

[jason--liu]

Arm64的汇编器

• ARM公司官方的汇编器
• GNU AS汇编器:aarch64-linux-gnu-as
• gcc采用as作为其汇编器,所以汇编码是AT&T格式的
• AT&T格式:源自贝尔实验室,为开发UNIX系统而产生的汇编语法
• ARM格式:arm官方汇编语法

gas汇编器语法

• label: 任何以冒号结尾的标识符都被认为是一个标号
• 注释:
  • “//” 表示注释
  • “#”:在一行的开始,表示注释整行
• 指令,伪指令,寄存器,可以全部是大写或者小写,GNU风格默认是小写
• Symbol:代表它所在的地址, 也可以当作变量或者函数来使用
  • 全局symbol,可以使用.global来声明
  • 局部symbol,主要在局部范围内使用,开头以0-99直接的数字为标号名,通常和b指令结合使用
  • f:指示编译器向前搜索
  • b:指示编译器向后搜索

例如

.global my_memory_test
my_memory_test:
    mov x1, 0x80000
    mov x2, 0x200000
    add x3, x1, 32
1: 
    ldr x4, [x1], #8 
    str x4, [x2], #8 
    cmp x1, x3
    b.cc 1b

    ret

汇编器常用伪指令

对齐伪指令

.align 对齐,填充数据来实现对齐。可以填充0或者使用nop指令。

• 告诉汇编程序, align后面的汇编必须从下一个能被2^n整除的地址开始分配
• ARM64系统中,第一个参数表示2^n大小。

数据定义伪指令

• .byte: 把8位数当成数据插入到汇编中
• .hword: 把16位数当成数据插入到汇编中
• .long 和 .int:把32位数当成数据插入到汇编中
• .quad: 把64位数当成数据插入到汇编中
• .float: 把浮点数当成数据插入到汇编中
• .ascii “string” -> 把string当作数据插入到汇编中,ascii伪操作定义的字符串需要自行添加结尾字符'\0'。
• .asciz “string” -> 类似ascii,在string后面插入一个结尾字符’\0’。
• .rept:重复定义, 比如重复3次
  
• .equ: 赋值操作
• .set : 赋值操作

比如.equ abcd, 0x45 //让abcd 等于 0x45

函数相关的伪操作

• .global:定义一个全局的符号
• .include: 引用头文件
• .if,.else, .endif 控制语句

if语句

• .ifdef symbol 判断symbol是否定义
• .ifndef symbol 判断symbol是否没有定义
• .ifc string1,string2 字符串string1和string2是否相等
• .ifeq expression 判断expression的值是否为0
• .ifeqs string1,string2 等同于.ifc
• .ifge expression 判断expression的值是否大于等于0
• .ifle expression 判断expression的值是否小于等于0
• .ifne expression 判断expression的值是否不为0

与段相关的伪操作

• .section:表示接下来的汇编会链接到哪个段里,例如代码段,数据段等
• 每一个段以段名为开始, 以下一个段名或者文件结尾为结束
• .section name, “flags” 后面可以添加flags,表示段的属性。属性如下
  
• .pushsection: 把下面的代码push到指定的section中
• .popsection: 结束push
  成对使用,仅仅是把 pushsection和popsection的圈出来的代码 加入到指定的section中,其他代码还是在原来的section

宏

• .macro和.endm组成一个 宏
• .macro后面跟着的是宏的名称,在后面是宏的参数
• 在宏里使用参数,需要添加前缀”\”

.macro plus1 p, p1
// 定义了一个名为plus1的宏,有两个参数p,和p1。
// 在宏里使用参数需要前缀,“\p” 表示第一个参数, “\p1”表示第二个参数

• 宏参数定义的时候可以 设置一个初始化值

.macro reserve_str p1=0 p2
// 第一个参数p1有一个初始化的值,0。这时候你可以使用reserve_str a,b或者reserve_str ,b来调用这个宏

解决办法:

• 使用空格 或者使用 altmacro+&
  
• 使用 “()” 表示 用来指示 字符串什么时候结束
  

Arm64编译选项

• EB: 用于大端模式的CPU, -EL:用于小端模式的CPU
• mabi:指定ABI模式,ilp32用于ELF32,lp64用于ELF64,默认值为lp64
• mcpu=processor+extension:指定CPU型号,例如cortex-a72
• march=,用于指定支持的架构,例如armv8.2-a
• ARM64支持的extension,见第9.1.2章

特殊字符

• “//” 注释
• “#”:若在一行开始,表示注释。另外还可以表示立即数
• “#:lo12”:表示低12位
  adrp x0, foo
  ldr x0, [x0, #:lo12:foo ]

Arm64特有的伪操作

• .bss: 切换到bss段
• .dword/.xword: 64位数据
• name .reg register_name: 为寄存器创建别名
  foo .reg w0