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ARM汇编中ldr与adr的区别(转)

2017年08月23日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2479字 ⁄ 字号 评论关闭

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       ldr    r0, _start

       adr    r0, _start

       ldr    r0, =_start

       nop

       mov    pc, lr

_start:

       nop

编译的时候设置 RO 为 0x0c008000

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0c008000<_start-0x14>:

c008000:      e59f000c       ldr    r0, [pc, #12]  ; c008014<_start>

c008004:      e28f0008       add    r0, pc, #8     ; 0x8

c008008:      e59f0008       ldr    r0, [pc, #8]   ; c008018<_start+0x4>

c00800c:      e1a00000       nop                 (mov r0,r0)

c008010:      e1a0f00e       mov    pc, lr

0c008014<_start>:

c008014:      e1a00000       nop                 (mov r0,r0)

c008018:      0c008014       stceq  0, cr8, [r0], -#80

分析:

ldr    r0, _start

从内存地址 _start 的地方把值读入。执行这个后,r0 =0xe1a00000

adr    r0, _start

取得 _start 的地址到r0,但是请看反编译的结果,它是与位置无关的。其实取得的时相对的位置。例如这段代码在 0x0c008000 运行,那么 adr r0,_start 得到 r0 = 0x0c008014;如果在地址 0 运行,就是 0x00000014 了。

ldr    r0, =_start

这个取得标号 _start 的绝对地址。这个绝对地址是在 link的时候确定的。看上去这只是一个指令,但是它要占用 2 个 32bit 的空间,一条是指令,另一条是 _start的数据(因为在编译的时候不能确定 _start 的值,而且也不能用 mov 指令来给 r0 赋一个 32bit的常量,所以需要多出一个空间存放 _start 的真正数据,在这里就是 0x0c008014)。

因此可以看出,这个是绝对的寻址,不管这段代码在什么地方运行,它的结果都是r0 = 0x0c008014

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ARM汇编有ldr指令以及ldr、adr伪指令,他门都可以将标号表达式作为操作数,下面通过分析一段代码以及对应的反汇编结果来说明它们的区别。

       ldr    r0, _start
       adr    r0, _start
       ldr    r0, =_start
_start:
        _start
       
编译的时候设置 RO 为 0x30000000,下面是反汇编的结果:

  0x00000000: e59f0004 ldr r0, [pc,#4] ; 0xc
  0x00000004: e28f0000 add r0, pc,#0 ; 0x0
  0x00000008: e59f0000 ldr r0, [pc,#0] ; 0x10
  0x0000000c: eafffffe 0xc
  0x00000010: 3000000c andcc r0, r0, ip

1.ldr    r0, _start
    这是一条指令,从内存地址_start 的位置把值读入。
在这里_start是一个标号(是一个相对程序的表达式),汇编程序计算相对于 PC 的偏移量,并生成相对于PC的前索引的指令:ldr r0, [pc, #4]。执行指令后,r0 =0xeafffffe。
    ldr r0,_start是根据_start对当前PC的相对位置读取其所在地址的值,因此可以在和_start标号的相对位置不变的情况下移动。

2.adr    r0, _start
   这是一条伪指令,总是会被汇编程序汇编为一个指令。汇编程序尝试产生单个 ADD 或 SUB指令来装载该地址。如果不能在一个指令中构造该地址,则生成一个错误,并且汇编失败。
   在这里是取得标号_start 的地址到r0,因为地址是相对程序的,因此ADR产生依赖于位置的代码,在此例中被汇编成:add r0, pc,#0。因此该代码可以在和标号相对位置不变的情况下移动;
    假如这段代码在0x30000000 运行,那么 adr r0, _start 得到 r0 = 0x3000000c;如果在地址 0 运行,就是0x0000000c 了。
   通过这一点可以判断程序在什么地方运行。U-boot中那段relocate代码就是通过adr实现当前程序是在RAM中还是flash中,下面进行简要分析。

3.ldr 

   r0, =_start
   这是一条伪指令,是一个相对程序的或外部的表达式。汇编程序将相对程序的标号表达式 label-expr的值放在一个文字池中,并生成一个相对程序的 LDR指令来从文字池中装载该值,在此例中生成的指令为:ldr r0, [pc,#0],对应文字池中的地址以及值为:0x00000010: 3000000c。如果label-expr是一个外部表达式,或者未包含于当前段内,则汇编程序在目标文件中放置一个链接程序重定位命令。链接程序在链接时生成地址。
    因此取得的是标号_start 的绝对地址,这个绝对地址(运行地址)是在连接的时候确定的。它要占用 2 个 32bit的空间,一条是指令,另一条是文字池中存放_start 的绝对地址。因此可以看出,不管这段代码将来在什么地方运行,它的结果都是 r0 =0x3000000c。由于ldr r0,=_start取得的是_start的绝对地址,这句代码可以在_start标号的绝对位置不变的情况下移动;如果使用寄存器pc在程序中可以实现绝对转移。

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