一天快速入門x86avrarm彙編
前提： 需要你有一定的c/c++經驗， 大概知道一些棧幀、函式呼叫約定之類基礎知識。
每次學一種新語言， 最麻煩的就是折騰環境。 好在有gcc就夠了。 現在新建一個23。c， 內容很簡單如下， 編譯執行會輸出一個1。
int
main
（
void
）
{
printf
（
“%d
\n
”
，
1
）；
return
0
；
}
然後執行gcc -masm=intel -Os -S 23。c， 會發現多了一個23。s， 內容是什麼呢， 看看：
。
file
“23。c”
。
intel_syntax
noprefix
。
def
___main
；
。
scl
2
；
。
type
32
；
。
endef
。
section
。
rdata
，
“dr”
LC0
：
。
ascii
“%d
\12\0
”
。
section
。
text
。
unlikely
，
“x”
LCOLDB1
：
。
section
。
text
。
startup
，
“x”
LHOTB1
：
。
globl
_main
。
def
_main
；
。
scl
2
；
。
type
32
；
。
endef
_main
：
push
ebp
mov
ebp
，
esp
and
esp
，
-
16
sub
esp
，
16
call
___main
mov
DWORD
PTR
［
esp
+
4
］，
1
mov
DWORD
PTR
［
esp
］，
OFFSET
FLAT
：
LC0
call
_printf
xor
eax
，
eax
leave
ret
。
section
。
text
。
unlikely
，
“x”
LCOLDE1
：
。
section
。
text
。
startup
，
“x”
LHOTE1
：
。
ident
“GCC： （tdm-1） 5。1。0”
。
def
_printf
；
。
scl
2
；
。
type
32
；
。
endef
命令列gcc 23。s && a， 會怎麼樣呢？ 也是輸出一個1， 和上面的。c完全一樣。
現在看看這個彙編原始檔裡哪些是必須的， 哪些可以刪掉。 首先找到_main， 這是程式入口點， 往後找直到ret， 這是結束。 然後把之後的內容都刪掉， 編譯執行， 正常。
同樣辦法， 刪前面的， 可以發現LC0之前。intel_syntax這一行是必須保留的， 其他可以刪掉。 這是因為gcc預設的彙編格式是at&t， 和我們一般用的intel彙編不太一樣。 繼續刪， 最終得到下面這個：
。
intel_syntax
noprefix
LC0
：
。
ascii
“%d
\12\0
”
。
globl
_main
_main
：
push
ebp
mov
ebp
，
esp
sub
esp
，
16
mov
DWORD
PTR
［
esp
+
4
］，
1
mov
DWORD
PTR
［
esp
］，
OFFSET
FLAT
：
LC0
call
_printf
xor
eax
，
eax
leave
ret
到這裡基本不能再刪了。 現在可以分析一下每一行是幹啥的：
首先是LC0， 後面有個冒號， 這是個標號， 標號後面內容是什麼呢？ 明顯是前面printf的引數“%d\n”， 多了個\0， 因為在c語言裡的字串常量已經隱含了末尾的\0， 這裡需要明確寫出來。 之後是聲明瞭全域性標號_main。 再後面就是正文了。
前三行是建立棧幀， 把ebp暫存器壓棧， 這是上一級的棧底； 然後把esp複製到ebp， 再把esp減去16， 於是建立了16位元組的棧空間。 （刪去了一行and esp， -16， 這是為了讓esp按16位元組對齊。） 這三行在函式的開頭基本是必不可少的， 除了這個16你可以根據自己的需要增加或者減少。
然後是為函式呼叫作準備了， 把LC0的地址放在esp指向的記憶體位置， 把常量1放在esp+4的位置。 之後就可以呼叫printf函數了。 最後面的xor eax， eax是把eax暫存器清零， 比mov eax， 0稍微快一些。
leave則相當於前三行的反過程， 把ebp的內容放回esp， 再把ebp出棧， 於是恢復到呼叫函式之前的狀態了。 最後ret返回。
有了這些， 就可以自由練習了， 保留建立棧幀這三行以及 mov DWORD PTR ［esp］， OFFSET FLAT：LC0 ， 之後隨便你怎麼折騰， 只要最後一條mov把要輸出的暫存器放到esp+4位置， 就可以呼叫_printf看結果了。
好了， 學完了mov， lea， 加減乘除， 各種跳轉， 可以學習迴圈了， 可能會遇到點問題。 假如你的迴圈是這樣寫的， 迴圈輸出0到99：
mov
eax
，
0
loop
：
mov
DWORD
PTR
［
esp
+
4
］，
eax
call
_printf
inc
eax
cmp
eax
，
100
jne
loop
首先eax寫0， 把eax寫到esp+4位置， 調printf輸出。 然後eax++， 和100比較， 如果不相等就跳回loop位置。 編譯執行， 怎麼死迴圈了？ 查一下呼叫約定， 原來eax是前面printf的返回值。 再查， 原來eax， ecx和edx都不保證在函式呼叫後不變。 那隻能用ebx了， 再試， 果然可以了。
如果連ebx也在迴圈體裡用上了呢？ 那隻能在用之前先壓棧， 最後判斷迴圈結束時再出棧了。 當然， 在x86允許你直接給記憶體地址寫0， ++， 和100比較， 相對自由得多， risc上可不能這麼玩。
————現在換成AVR平臺——————
隨便找一塊AVR開發板， 有串列埠就行。 調好串列埠printf輸出， 然後用同樣辦法， avr-gcc -mmcu=atmega328p -Os -S 23。c， 得到的23。s就是avr彙編了。 中間的-mmcu=atmega328p這個按你的avr實際型號來定。 前面建立棧幀和後面收尾操作不太一樣， 建立棧幀：
push r29
push r28
in r28，__SP_L__
in r29，__SP_H__
sbiw r28， 12
in __tmp_reg__，__SREG__
cli
out __SP_H__，r29
out __SREG__，__tmp_reg__
out __SP_L__，r28
把原來的棧底位置壓棧， 這是一樣的。 然後把SP讀到r28和r29暫存器， avr的暫存器只有8位， 所以16位的SP需要用兩個暫存器儲存。 之後一條sbiw指令可以給r28和r29組成的16位數-12。 狀態暫存器SREG也需要儲存， 清中斷， 再寫回SP和SREG。
棧恢復原樣： 給r28和r29組成的16位數加12， 儲存SREG， 然後再寫回SREG和SP， 最後r28和r29出棧。 為什麼要增加儲存和恢復SREG的動作呢？ 寫回SP的動作不是原子操作， 需要清中斷以免被打斷。
adiw r28，12
in __tmp_reg__，__SREG__
cli
out __SP_H__，r29
out __SREG__，__tmp_reg__
out __SP_L__，r28
pop r28
pop r29
ret
中間的部分就是自由發揮時間了， 查查指令集， 把能試的指令都試試， 記得呼叫函式時傳參和返回值都是用以r24開始的暫存器， 可能需要把2個或4個暫存器拼成16位或32位來用。 其他有些指令只是寫法不同， 比如jne變成了brne。
把得到的。s檔案加入到你的工程， 編譯， 下載， 連上串列埠， 可以看到結果了。
————再換成stm32開發板————-
前面的命令變成了arm-none-eabi-gcc -mcpu=cortex-m0 -mthumb -S 23。c， 之後的步驟基本一樣。 cortex-m0這裡根據你的stm32型號換成m3或m4。 迴圈輸出0到10大概是這樣的：
。section 。rodata
。align 2
LC0：
。ascii “%d\n\0”
。text
。align 2
。global test
test：
push {r7， lr}
sub sp， sp， #8
mov r7， sp
# start here
mov r2， #0
loop：
mov r1， r2
ldr r0， =LC0
str r2， ［r7， #4］
bl printf
ldr r2， ［r7， #4］
add r2， #1
cmp r2， #10
bne loop
# end
mov sp， r7
add sp， sp， #8
@ sp needed
pop {r7， pc}
雖然寫了一大堆， 但是真做起來都很快， 只要你手裡有合適的開發板和工具鏈， 一天時間再多搞幾種也完全夠了。
————再更個STM8的————-
最普通的STM8S003， 淘寶上曾經長期一塊多錢那個（現在也漲到好幾塊了）。
執行cxstm8 -s 23。c即可得到23。s。 迴圈輸出0到9的程式長這樣：
xref
_printf
_test
：
subw
sp
，
#
8
ldw
x
，
#
10
ldw
（
4
，
sp
），
x
ldw
x
，
#
0
loop
：
pushw
x
ldw
x
，
#
L3
call
_printf
popw
x
addw
x
，
#
1
cpw
x
，
（
4
，
sp
）
jrne
loop
addw
sp
，
#
8
ret
xdef
_test
L3
：
dc
。
b
“%d”
，
10
，
0
cisc， 和avr比起來是不是簡潔多了？ stm8雖然是8位機， 但是x， y和sp暫存器都是16位， 許多指令比如addw， cpw， pushw， ldw也都能直接操作16位， 效能比avr差不了多少。
最後說個搞笑的， 在某論壇看到一個驚悚的貼子： stc16比stm32還快！ 他怎麼測試的？ 原來是stc16新增了fpu， 他和沒有fpu的stm32f103比浮點運算。 這還沒完， stm32f103的主頻是72M， 這太不公平啦， 把stm32f103降到24M再比。 好吧， 照這麼比， i7也沒你stc快。
有空我再在手裡各個開發板上跑個什麼coremark， dhrystone什麼的試試。