电子说
fromelf –text -a -c –output=(改成你想生成的反汇编名字一般是工程名字).dis (需要的axf文件,根据你工程生成axf的路径填写).axf设置好以后编译之后就会生成反汇编.dis文件:
打开如下所示:对于上图中的红色圈出来的语句,我们可以根据本文 第 二 章节的第2小节 ARM汇编格式中的介绍来分析一下:
简单分析如下(立即数就不分析了= =!):
在X86架构下的电脑上生成ARM架构的汇编代码有两种方式:
上述两种方法的区别为:
(1)反汇编可以生成ARM指令操作码,-S生成的汇编没有指令码 (2)反汇编的代码是经过编译器优化过的。(3)反汇编代码量很大。
对于ARM Cortex-M,使用的是 arm-none-eabi-objdump,常用指令如下:
对于使用 arm-none-eabi-gcc 工具链(以STM32CUbeMX)的内核来说,使用如下方式生成反汇编文件:
$(OBJDUMP) -D -b binary -m arm (需要的elf文件,一般是工程名字).elf > (改成你想生成的反汇编名字,一般是工程名字).dis # OBJDUMP = arm-none-eabi-objdump
-D表示对全部文件进行反汇编,-b表示二进制,-m表示指令集架构
Makefile修改如下:
...
TARGET = D6TPir
#######################################
# paths
#######################################
# Build path
BUILD_DIR = build
...
PREFIX = arm-none-eabi-
...
OBJDUMP = $(PREFIX)objdump
dis:
$(OBJDUMP) -D -b binary -m arm $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf > $(BUILD_DIR)/$(TARGET).dis
# $(OBJDUMP) -D -b binary -m arm $(BUILD_DIR)/$(TARGET).bin > $(BUILD_DIR)/$(TARGET).dis
执行 make dis 即可生成 .dis 文件:打开文件查看,发现怎么这个汇编语言有点不一样:经过研究了一段时间,加上了-M force-thumb
后稍微有点样子了:! 在网上有各种参考,但是我都测试过了,并没有找到合适的生成完全和标准汇编一致的那种,-M后面的参数也不能乱加,需要根据自己的交叉编译器,因为这里用的是 arm-none-eabi-gcc,所以可以通过arm-none-eabi-objdump --help
查看能用的命令和参数: gcc工具链下的汇编还是不太熟悉,所以我们下面反汇编文件与 C语言的对比,使用Keil下的反汇编进行说明。
前面介绍了那么多,最终用一个简单的程序对比一下C语言反汇编后的汇编语言,加深一下印象,当作个实战总结。
基于STM32L051(Cortex-M0)内核,目的是为了比较C和汇编,用了个最简单的程序来分析,没有用到任务外设,程序如下:
//前面省略...
void delay(u32 count)
{
while(count--);
}
u32 add(u16 val1,u16 val2)
{
u32 add_val;
add_val = val1 + val2;
return add_val;
}
int main(void)
{
u16 a,b;
u32 c;
a = 12345;
b = 45678;
c = add(a,b);
while(1)
{
c--;
delay(200000);
}
}
反汇编的代码对应部分如下(因为基于硬件平台,其他异常中断,堆,栈,包括其他一些也有汇编代码,这里省略):
;省略前面
delay
0x080001ae: bf00 .. NOP
0x080001b0: 1e01 .. SUBS r1,r0,#0
0x080001b2: f1a00001 .... SUB r0,r0,#1
0x080001b6: d1fb .. BNE 0x80001b0 ; delay + 2
0x080001b8: 4770 pG BX lr
add
0x080001ba: 4602 .F MOV r2,r0
0x080001bc: 1850 P. ADDS r0,r2,r1
0x080001be: 4770 pG BX lr
main
0x080001c0: f2430439 C.9. MOV r4,#0x3039
0x080001c4: f24b256e K.n% MOV r5,#0xb26e
0x080001c8: 4629 )F MOV r1,r5
0x080001ca: 4620 F MOV r0,r4
0x080001cc: f7fffff5 .... BL add ; 0x80001ba
0x080001d0: 4606 .F MOV r6,r0
0x080001d2: e003 .. B 0x80001dc ; main + 28
0x080001d4: 1e76 v. SUBS r6,r6,#1
0x080001d6: 4804 .H LDR r0,[pc,#16] ; [0x80001e8] = 0x30d40
0x080001d8: f7ffffe9 .... BL delay ; 0x80001ae
0x080001dc: e7fa .. B 0x80001d4 ; main + 20
$d
0x080001de: 0000 .. DCW 0
0x080001e0: e000ed0c .... DCD 3758157068
0x080001e4: 05fa0000 .... DCD 100270080
0x080001e8: 00030d40 @... DCD 200000
;省略后面
在对比分析这段代码前,在 main 函数中的第一句:
0x080001c0: f2430439 C.9. MOV r4,#0x3039
就有一个大大的疑问, MOV r4,#0x3039
中 0x3039 并不是立即数(按照我们第二章 立即数的说明) ,包括接下来的 0xb26e 也不是立即数,怎么可以直接用 mov,按理来说需要用 LDR伪指令的??
至于这个问题,网上简单查找了一下,找到一篇有关说明的文章:ARM 汇编的mov操作立即数的疑问 其中有说到,在 keil 公司方网站里关于arm汇编的说明里有这么一段:
Syntax MOV{cond} Rd, #imm16 where: imm16 is any value in the range 0-65535.
所以是不是在 Keil 中的arm汇编 立即数可以使16位的?
为了验证一下,我稍微修改了一下程序,就是把a的值赋值超过16位(当然定义函数之类的也要跟着改,测试代码中a为u16的无符号整形),测试了一下。
a赋值为 65535,结果如下(65535不是立即数,也可以直接mov):
0x080001c0: f64f75ff O..u MOV r5,#0xffff
a赋值为 65536,结果如下(65536是立即数,可以直接mov):
0x080001c0: f44f3580 O..5 MOV r5,#0x10000
a赋值为一个大于16位的,不是立即数的数,比如:0x1FFFF :
0x080001c0: 4d08 .M LDR r5,[pc,#32] ; [0x80001e4] = 0x1ffff
果然,最后当 a 大于16位,不是立即数时候,会使用伪指令 LDR,所以我们可以得出结论:
在 Keil 中的arm汇编中,16位内(包括16位)的数都直接使用 MOV 赋值,大于16位,如果是立即数,直接使用MOV,不是立即数用LDR (立即数的判断方式还是前面讲的那样)
对于上面的示例程序的汇编码,简单解析如下:添加一个有意思的测试对于delay
函数中的语句,上图是while(count--);
改成while(--count);
后汇编代码如下:
对于上面的测试程序,汇编中并没有使用到 PUSH 和 POP 指令,因为程序太简单了,不需要使用到栈,为了能够熟悉下单片机中必须且经常需要用到的 栈,我们稍微修改一下add
函数,在add函数中调用了delay
函数:
u32 add(u16 val1,u16 val2)
{
u32 add_val;
add_val = val1 + val2;
delay(10);
return add_val;
}
对于的add函数汇编代码如下:
add
0x080001ba: b530 0. PUSH {r4,r5,lr} ;把r4 r5 lr的值入栈
0x080001bc: 4603 .F MOV r3,r0
0x080001be: 460c .F MOV r4,r1
0x080001c0: 191d .. ADDS r5,r3,r4
0x080001c2: 200a . MOVS r0,#0xa
0x080001c4: f7fffff3 .... BL delay ; 0x80001ae
0x080001c8: 4628 (F MOV r0,r5
0x080001ca: bd30 0. POP {r4,r5,pc} ;把r4 r5 lr的值出栈,
(汇编中可以看到指令后面后面加了个S ,MOVS 、ADDS,这就是我们前面说到的,带了S 会影响 xPSR 寄存器中的值)
可以看到,因为存在函数的多次调用,main
函数中调用add
函数,add
函数中调用delay
函数,所以在add函数运行之前,通过 push
把 r4,r5,lr 寄存器的值先存入栈中,等待程序执行完(函数调用结束)再吧 r4,r5,lr 寄存器的值恢复。
上面的程序虽然简单,但是通过我们C程序 与 汇编程序的对比分析,能够让我们更加深入的理解汇编语言。
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