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关于adr指令的理解

Posted on 2013-04-14 22:10  皇星客栈--Linux  阅读(748)  评论(0编辑  收藏  举报
一、adr和ldr的区别

同学们在学习ARM指令时,多数都会对adr和ldr这两个命令产生疑惑,那他们究竟有什么区别呢?

其实这两个都是伪指 令:adr是小范围的地址读取伪指令,ldr是大范围的读取地址伪指令。可实际上adr是将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对地址值读取的为指 令,而ldr用于加载32为立即数或一个地址到指定的寄存器中。到这儿就会看到其中的区别了。如果在程序中想加载某个函数或者某个在联接时候指定的地址时 请使用adr,例如在lds中需要重新定位的地址。当加载32为的立即数或外部地址时请用ldr。

我给大家先举个例子:

AREA test,CODE,READONLY
        ENTRY

ldr r0,_start
        adr r0,_start
        ldr r0,=_start
        nop

        
_start
        nop
        END

这段代码并无实际意义,只是为了方便说明。我们反汇编一下看看:

4:                 ldr      r0,_start
        0x00000000          E59F0008      LDR       R0,[PC,#0x0008]
        5:                  adr      r0,_start 
        0x00000004          E28F0004       ADD      R0,PC,#0x00000004
        6:                  ldr      r0,=_start 
        0x00000008          E59F0004      LDR       R0,[PC,#0x0004]
        7:                  nop 
        8: 
        9: 
        10: _start 
        0x0000000C           E1A00000           NOP 
        11:           nop

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 0x00000000 运行,那么 adr r0, _start 得到 r0 = 0x00000010;

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 0x0000000c)。

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 = 0x0000000c。



本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/linweig/archive/2010/03/24/5411655.aspx

二、ldr和adr在使用标号表达式作为操作数的区别
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b5210840100c80i.html
 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b5210840100c80i.html
 


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:
        b  _start
       
编译的时候设置 RO 为 0x30000000(好像有问题),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  b 0xc
   0x00000010: 3000000c  andcc r0, r0, ip ;注这条指令是不在上面指令中的任何一条

1.ldr     r0, _start  :读取指定地址中的值
   ldr在此是一条指令,把内存地址 _start 位置中的值读入r0。(_start为指针之意,读取指针的值)
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的前索引指令:ldr r0, [pc, #4]。执行指令后,r0 = 0xeafffffe。
   可以在和_start标号的相对位置不变的情况下移动( 也就是说整段代码从flash中拷贝到ram中依然可以正常运行)。

2.adr     r0, _start  :将指定地址赋到r0中
   ADR是小范围的地址读取伪指令.ADR 指令将基于PC 相对偏移的地址值读取到寄存器中.在汇编编译源程序时,ADR 伪指令被编译器替换成一条合适的指令.通常,编译器用一条
ADD 指令或SUB 指令来实现该ADR 伪指令的功能,若不能用一条指令实现,则产生错误,
编译失败.
    r0的值为((标号_start 的地址与此指令的距离差)+(此指令的地址))。在此例中被汇编成:add r0, pc, #0。该代码可以在和标号相对位置不变的情况下移动(也就是说整段代码从flash中拷贝到ram中依然可以正常运行);
    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实现判断当前程序是在RAM中还是flash中。

  3.ldr     r0, =_start  :将指定标号的值赋给r0
   ldr在此是一条伪指令,_start(即:label-expr)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。(1.绝对地址;2.标号对应的值)

举例:

GPFCON      EQU  0x56000050

ldr   r0,=GPFCON

GPFCON      :标号

0x56000050      :标号的值

 

http://blog.chinaunix.net/u2/72383/showart_1071068.html

ldr的确是个复杂的指令,现总结一下: 
    首先要判断我们用的是ldr arm指令还是伪指令。 当我们用的是arm指令时,它的作用不是向寄存器里加载立即数,而是将某个地址里的内容加载到寄存器。而伪指令ldr的作用就是向寄存器里加载立即数。
    (1) ldr伪指令
    ldr伪指令的格式是 ldr Rn, =expr
    其中,expr是要加载到Rn中的内容,一般可以是立即数或者label。
    如果expr可以用8bit数据向右移偶数位得到,那么这条伪指令就被编译器翻译成mov指令。具体的移位情况可以去查阅资料。反之如果立即数很大,超 过了12bit的表示范畴,那么就不能用一条mov指令了,毕竟arm指令最大只有32bit的空间可用(RISC的arm所有的指令长度是一致的,效率 较高,当然我们并不关心16bit的thumb指令)。如果不能用一条32bit的指令乘下来,那么就只能另辟蹊径了,新开一段缓冲,将立即数expr放 到里面,然后将其地址(暂时标记为addr)拿来使用:
    ldr Rn, addr
    xxx (xxx就是expr)
    xxx

    由于编译器一般来说新安排的存储这个立即数expr的缓冲的位置是在相应代码的附近(这个应该可以控制,好像是使用.ltorg伪指令)。我们从addr地址加载数据到Rn不就可以了。

    (2)ldr arm 指令
    就是将一个地址的内容加载到寄存器。不能用mov,因为arm里的mov只是在寄存器之间传输数据,不支持在寄出器和memory之间传递数据。因此就 出现了ldr/str指令。如ldr Rn, addr,注意这里的addr的值也是有限制的。这个label应该距离当前指令的距离不超过4k。因为我们知道label在具体使用的时候应该是被翻译 成了相对偏移,如果这个label长度不超过12bit,那么就不应超过4k,我们可以这样做:
ldr pc, _start_armboot
_start_armboot: .word arm_startboot
这样label _start_armboot就在指令下方,因此肯定是合法的。