第一个程序深度解析(STM32F407)
一.编程知识-进制
10进制里,每一位的权重,从右往左数:个十百千万,也就是:10^0, 10^1, 10^2,10^3……
16进制里,每一位的权重,从右往左数,分别是:16^0, 16^1, 16^2, 16^3, 16^4, ……
8进制里,每一位的权重,从右往左数,分别是:8^0, 8^1, 8^2, 8^3, 8^4, ……
| 进制 | 输出(printf) | 输入(scanf) |
|---|---|---|
| 十进制 | %d 或 %i |
%d |
| 八进制 | %o(输出无前缀) |
%o(输入时可带可不带0) |
| 十六进制 | %x(小写字母)或 %X(大写) |
%x(输入时可带可不带0x) |
| 二进制 | 标准C没有原生占位符,需自定义函数或使用 itoa() |
无 |
二.编程知识-字节序
1.大小字节序(大小端)
假设int a = 0x12345678;
16进制数中每位数值占据4 bit;在内存中,是以8个bit作为1byte。
因此0x12345678中每两位作为1byte, 其中0x78是低byte,0x12是高byte。
在内存中的存储方式有两种:
判断大小字节序的方法:指针强转类型

2.位操作
1.逻辑左移
int a = 0x123; int b = a<<2; // b=0x48C

2.逻辑右移
int a = 0x123; int b = a>>2; // b=0x48

3.取反
unsigned int a = 0x123;
unsigned int b = ~a; // b的每一位,都是a对应位的取反

4.位与
unsigned int a = 0x123;
unsigned int b = 0x456;
unsigned int c = a & b; // c等于a位与b,即:a,b的每一位进行与操作
1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0

5.位或
unsigned int a = 0x123;
unsigned int b = 0x456;
unsigned int c = a | b; // c等于a位或b,即:a,b的每一位进行或操作
1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0

6.置位(重要)
置位公式: x |= (1<<n)
unsigned int a = 0x123;
unsigned int b = a | (1<<7) | (1<<8); // 设置a的bit7, bit8, 赋给b

7.清位(重要)
清位公式: x &= ~(1<<n)
unsigned int a = 0x123;
unsigned int b = a & ~((1<<7) | (1<<8)); // 清除a的bit7, bit8, 赋给b

8.把某几位设置位某值
比如要把bit7设置为1,把bit8清除为0,这可以分两步操作:先设置bit7,再清除bit8。 还有一种情况:bit[8:7]= val, 不知道val的取值是多少,怎么办? 先清除bit8、bit7,再或上val,代码如下:
unsigned int a = 0x123;
unsigned int b = a & ~(3<<7); /* 清除bit7, bit8 */
b = b | (val << 7); /* 设置bit7, bit8为val */
三、汇编知识-汇编、反汇编、机器码
1.程序处理4个步骤

| 步骤 | 输入 | 输出 | 核心动作 | 常见报错类型 |
|---|---|---|---|---|
| 1. 预处理 | .c |
.i |
宏替换、头文件展开、删注释 | 无(不检查语法) |
| 2. 编译 | .i |
.s |
语法分析、生成汇编代码 | 语法错误(Syntax Error) |
| 3. 汇编 | .s |
.o / .obj |
生成二进制机器码(目标文件) | 极少数低级错误 |
| 4. 链接 | .o + 库 |
.exe / a.out |
合并目标文件、解析外部地址 | 未定义引用(Undefined reference) |
2.反汇编
| 文件格式 | 推荐写法 (命令) | 说明 |
|---|---|---|
|
文件 |
fromelf.exe --bin -o "$L@L.bin" "#L" |
$L@L.bin 意思是,在输出文件 .axf 的目录下,生成一个同名的 .bin 文件。 |
fromelf.exe --bin -o .\Objects\你的工程名.bin .\Objects\你的工程名.axf |
这种是直接写明路径和文件名。需要你把 Objects 和 你的工程名 换成自己工程对应的实际目录和名字。 |
|
.dis 文件 |
fromelf.exe --text -a -c -o "$L@L.dis" "#L" |
--text -a -c 是输出反汇编信息的标准参数组合。 |
fromelf.exe --text -a -c -o .\Objects\你的工程名.dis .\Objects\你的工程名.axf |
同样,可以替换为你的实际路径和文件名。 |
生成 .bin 文件(二进制固件)
在 Run #1 的输入框中添加以下命令:
fromelf --bin -o "$L@L.bin" "$L@L.axf"
生成 .dis 文件(反汇编文件)
在 Run #2 的输入框中添加以下命令:
fromelf --text -a -c --output="$L@L.dis" "$L@L.axf"


3.汇编深入分析
1.汇编怎么调用C函数?
直接调用

2.寄存器的作用

3.栈的作用
假设A函数把变量val放在了R4寄存器里。如果这时候调用B函数,而B函数也要用R4,就会把A函数的值覆盖掉。为了解决这个问题,B函数在开头会先把R4原来的值临时存到栈里(压栈),等B函数执行完了,在返回前再从栈里把值取回来放回R4(出栈)。这样A函数回来后,R4里的val还是原来的值,一切正常。
4.解析汇编:


四.汇编点灯
PRESERVE8
THUMB
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
AREA RESET, DATA, READONLY
EXPORT __Vectors
__Vectors DCD 0
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
AREA |.text|, CODE, READONLY
; Reset handler
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
; IMPORT main
; LDR SP, =0x20000000 + 0x20000
; BL main
; /* 使能GPIOF */
LDR R0, =(0x40023800 + 0x30)
LDR R1, [R0]
ORR R1, R1, #(1<<5)
STR R1, [R0]
; /* 设置GPIOF9为输出引脚 */
LDR R0, =(0x40021400 + 0x00)
LDR R1, [R0]
ORR R1, R1, #(1<<18)
STR R1, [R0]
; /* 设置GPIOF9为推挽输出 */
LDR R0, =(0x40021400 + 0x04)
LDR R1, [R0]
BIC R1, R1, #(1<<9)
STR R1, [R0]
; /* 设置GPIOF9为低速输出 */
LDR R0, =(0x40021400 + 0x08)
LDR R1, [R0]
BIC R1, R1, #(3<<18)
STR R1, [R0]
LDR R2, =(0x40021400 + 0x18)
Loop
; /* 设置GPIOF9输出1 */
LDR R1, [R2]
ORR R1, R7, #(1<<9)
STR R1, [R2]
LDR R0, =100000
BL delay
; /* 设置GPIOF9输出0 */
LDR R1, [R2]
ORR R1, R8, #(1<<25)
STR R1, [R2]
LDR R0, =100000
BL delay
B Loop
ENDP
delay
SUBS R0, R0, #1
BNE delay
MOV PC, LR
END
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