ARM指令adr adrl ldr mov是什么，ldr和adr区别在哪里？

ID:230303 · 发表于 2017-9-7 16:35

ARM指令：什么是adr adrl ldr mov？
ADR是一条小范围的地址读取伪指令，它将基于PC的相对偏移的地址值读到目标寄存器中。格式：ADR register，exper。
编译源程序时，汇编器首先计算当前PC值（当前指令位置）到exper的距离，然后用一条ADD或者SUB指令替换这条伪指令，

   例如：ADD register，PC，#offset_to_exper。
   注意，标号exper与指令必须在同一代码段。
   比如：adr r0， _start ：//将指定地址赋到r0中
   ……
   _start：
   b _start
   r0的值为标号_start与此指令的距离差 + PC值。

ADRL：
这是一条中等范围的地址读取伪指令，它将基于PC的相对偏移的地址值读到目标寄存器中。格式：ADRL register，exper。编译源程序时，汇编器会用两条合适的指令替换这条伪指令。

   比如：
   ADD register，PC，offset1
   ADD register，register，offset2
   与ADR相比，它能读取更大范围的地址。
   注意，标号exper与指令必须在同一代码段。
   接下来是LDR，首先要说两个家伙，他们都叫LDR。
   一个是LDR伪指令，一个是LDR指令，名字相同却不是一个东西。
   区分的方法就是看第二个参数，如果有等号，就是伪指令。

LDR指令：

   例： ldr r0， 0x12345678
   是把0x12345678这个地址中的值存放到r0中。而mov不能干这个活，mov只能在寄存器之间移动数据，或者把立即数移动到寄存器中。

LDR伪指令：

   例1（立即数）： ldr r0， =0x12345678
   这样，就把0x12345678这个地址写到r0中了。所以，ldr伪指令和mov是比较相似的。只不过mov指令限制了立即数的长度为8位，也就是不能超过512。而ldr伪指令没有这个限制。如果使用ldr伪指令，后面跟的立即数没有超过8位，那么在实际汇编的时候该ldr伪指令会被转换为mov指令。
   例2（标号）： ldr r0， =_start //将指定标号的值赋给r0
   这里取得的是标号_start的绝对地址，这个绝对地址（运行地址）是在链接的时候确定的。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。
   对比adr r0， _start和 ldr r0， =_start
   它们的目的一样，都是把标签的赋给r0，区别---左边是相对地址，右边绝对地址。目的一样，但结果不一定相同。结果是否相同，要看PC值是否和链接地址相同。

ldr 和 adr 的区别在哪里？
很多人在写简单的裸机代码或分析uboot时，常常遇到adr ldr指令。却分不清这2者的区别，今天就来谈谈adr与ldr指令。
参照韦老师的代码和Makefile写了test_adr.S：

Makefile：

反汇编test_adr.S得到test_adr.dis：

很显然，ldr获取的是内存的值（至于这个内存存的是数据还是地址，不是问题重点），像指针一样间接寻址（看到了〔〕符号咯），而adr是得到一个与PC有关的值，必定是个地址。
韦老师举了个例子：
adr r0， _start，r0就是_start对应指令当前的地址
对于“_start对应指令当前的地址”，我理解了很久，终于想清楚，比如在uboot中，_start标号对应的指令（即b reset）的链接地址是0x33f80000确凿无疑。
如果从NOR Flash启动，b reset被烧在NOR Flash 0地址，那么b reset相对于此时的PC来说，它的地址就是0。
如果u-boot被直接下载到SDRAM的0x33f80000处运行，那么b reset自然处在SDRAM的0x33f80000。
所谓“当前”---是以运行时的PC为参照。
下面基于以上理解，分析test_adr.dis

1、先分析第一条指令ldr r0，test被编译成ldr
r0，〔pc， #8〕，即到当前PC+8的存储器取值，运行第一条指令时，PC其实已经是8了（流水线决定的）。
那么8+8等于0x10，所以r0等于e1a00000，此指令的作用就是读取test地址处存放的值。由于此处放了一条nop，即得到nop的机器码。
2、第二条adr r0，test被编译成add r0， pc， #4
这显然是依赖程序执行到此处的PC值。ADR是小范围地址读取伪指令，会将基于PC 相对偏移的地址值读取到寄存器中，此指令在4地址，PC是4+8=0xc再加4，于是r0=0x10。
从结果上来看，test自身的值（标号值），被读到了r0，这个值是以PC为参考的，也就是test对应的指令（第二个nop）当前的地址。r0=（标号test的地址与此指令的距离差）+（此指令的地址）=（（0x10-0x4=12）+（4））=16=0x10。
假如在0x30000000以上运行，r0=（（12）+（0x30000004））= 0x30000010。
3、ldr r0，=test被编译成两个字，一个指令，一个文字池
执行到这里PC=8， 8+8+4=0x14，所以在14地址取值，编译器在14地址处放了0x00000010，0x00000010是test的值，假如在Makefile指定连接地址是0x30000000，那么编译器放在这里的就是0x30000010，可见，这个值是编译时确定的。
最后一行andeq r0， r0， r0， lsl r0大概是编译器的机械动作，把一个数字翻译成了指令。
总结
ADR是小范围的地址读取伪指令，它将基于PC 相对偏移的地址值读取到寄存器中。而ldr获取的是内存的值，像指针一样间接寻址。

ID:233430 · 发表于 2017-9-16 09:15

楼主讲的很好！顿时明白了，谢谢楼主解析，么么

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

ARM指令adr adrl ldr mov是什么，ldr和adr区别在哪里？

评分