LDR和ADR

轉自:https://www.douban.com/note/331036776/


ARM彙編有ldr指令以及ldr、adr僞指令,他門都可以將標號表達式作爲操作數,下面通過分析一段代碼以及對應的反彙編結果來說明它們的區別。
     ldr r0, _start
     adr r0, _start
     ldr r0, =_start
_start:
        b _start
        
編譯的時候設置 RO 爲 0x30000000(運行地址,runaddress),下面是反彙編的結果:

   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

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1.ldr r0, _start:

簡單的說就是把 _start地址存放的值讀出來。


彙編程序計算出當前位置執行到_start(這裏是一個標號,相對程序的位置表達式)位置pc所要增加的數值#4,然後由當前pc(其實是當前地址+2個指令字節長)加上偏移量#4,得到_start所在內存地址,然後將內存地址的值去出來放在r0中。只要此指令和標號_start的相對位置不變,R0的值相同 0xeafffffe




2.adr r0, _start

簡單的說就是把 _start地址讀出來,而且這個地址是相對當前pc的,所以和當前程序運行地址相關,如果在0x30000000運行,r0 = pc(0x30000004 + 0x08) + #0 = 0x3000000C;如果在0x00000000運行, r0 = pc(0x00000004 + 0x08) + #0 = 0x0000000C,所以在不同的位置運行,r0所得到的結果是不一樣的,唯一確定的相對偏移量。

U-boot中那段relocate代碼就是通過adr實現當前程序是在RAM中還是flash中,下面進行簡要分析。
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relocate: /* 把U-Boot重新定位到RAM */
    adr r0, _start /* r0是代碼的當前位置 */
/* adr僞指令,彙編器自動通過當前PC的值算出 如果執行到_start時PC的值,放到r0中:
當此段在flash中執行時r0 = _start = 0;當此段在RAM中執行時_start = _TEXT_BASE(在board/smdk2410/config.mk中指定的值爲0x30000000,即u-boot在把代碼拷貝到RAM中去執行的代碼段的開始) */
    ldr r1, TEXT_BA_SE /* 測試判斷是從Flash啓動,還是RAM */
/* 此句執行的結果r1始終是0x30000000,因爲此值是又編譯器指定的(ads中設置,或-D設置編譯器參數) */
    cmp r0, r1 /* 比較r0和r1,調試的時候不要執行重定位 */
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3. ldr, r0, =_start

這是一條僞指令,取得得是_start的絕對地址,不管在身地方運行,r0 = 0x3000000C
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看《嵌入式linux應用開發》第六章實例中看到個句:

adrl r2,men_cfg_val

最初對adr1相當不解,後來發現,那個不是數字1,而是字母l(認真看頭部,有點區別的)

 

這裏記錄下ADRL的用法:

功能:將相對於程序或相對於寄存器的地址載入寄存器中。 與 ADR 指令相似。ADRL 生成兩個數據處理指令,因此它比 ADR 加載的地址範圍要寬。

語法
ADRL{cond} Rd,label
其中:

cond:是一個可選的條件代碼。Rd:是要加載的寄存器。label:是相對於程序或寄存器的表達式。
上面給出的範圍是相對於位於當前指令地址後的、距離當前指令四個字節(在 Thumb 代碼中)或兩個字(在 ARM 代碼中)遠的點而言的。如果對齊爲 16 字節,或與此點的相關性更高,則遠程地址的範圍可更大。
查看ADRL的同時,看到篇講述ldr與adr的區別的博文,感覺寫的很好,摘錄下來。

http://coon.blogbus.com/logs/2738861.html

        ldr r0, _start
        adr r0, _start
        ldr r0, =_start
        nop
        mov pc, lr

_start:
        nop
        
編譯的時候設置 RO 爲 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

從內存地址 _start 的地方把值讀入。執行這個後,r0 = 0xe1a00000

adr r0, _start

取得 _start 的地址到 r0,但是請看反編譯的結果,它是與位置無關的。其實取得的時相對的位置。例如這段代碼在 0x0c008000 運行,那麼 adr r0, _start 得到 r0 = 0x0c008014;如果在地址 0 運行,就是 0x00000014 了。

ldr r0, =_start

這個取得標號 _start 的絕對地址。這個絕對地址是在 link 的時候確定的。看上去這只是一個指令,但是它要佔用 2 個 32bit 的空間,一條是指令,另一條是 _start 的數據(因爲在編譯的時候不能確定 _start 的值,而且也不能用 mov 指令來給 r0 賦一個 32bit 的常量,所以需要多出一個空間存放 _start 的真正數據,在這裏就是 0x0c008014)。
因此可以看出,這個是絕對的尋址,不管這段代碼在什麼地方運行,它的結果都是 r0 = 0x0c008014

 

 

看此文最大的收穫不在於說懂了這幾個命令的用法,關鍵卻在於反彙編的運用,有反彙編看出不同用法的具體差別。

注:反彙編用arm—linux_objdump就可以實現了。

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