ARM編程進(jìn)階之一-ARM匯編偽指令

ARM匯編偽指令共4條：ldr、adr、adrl、nop

1、ldr

首先我們來回答“基本尋址模式與基本指令”一文中提出的問題。“如果我們需要mov r0, #10000這樣的指令，應(yīng)該怎么辦？（常數(shù)10000不能在機器指令32bit中的低12bit中被表示出來）”。當(dāng)你進(jìn)行編譯的時候，“Error：All70E”的錯誤就會出現(xiàn)，如下圖。

其實，這個問題很容易解決，只需要將mov r0, #10000換為ldr r0, =10000即可。為什么這樣就可以了呢？因為，這里的ldr r0, =10000并非我們已經(jīng)學(xué)過的ldr指令，而是一條偽指令，編譯器會將這條偽指令替換為：

ldr r0, [pc, #-4]
DCD 10000

DCD所分配的內(nèi)存空間中存放了整數(shù)10000，該內(nèi)存空間被稱為literal pool，中文名稱“文字池”。由于整個程序都是由編譯器編譯的（包括文字池的分配），所以很顯然編譯器能夠知道ldr指令在內(nèi)存中的地址與文字池在內(nèi)存中的位置之間的偏移量，因此編譯器就可以正確地使用以pc為基址，采用相對尋址的ldr指令將文字池中的數(shù)取出加載到寄存器r0中。由此可見，編譯器對于ldr r0, =10000這條偽指令的處理，其實質(zhì)是：

在匯編源程序時，LDR偽指令被編譯器替換成一條合適的指令和存放常數(shù)的文字池。匯編器將常量放入文字池，并使用一條程序相對偏移的LDR指令從文字池讀出常量。

由于，4byte可以存放任何int型整數(shù)，這樣一來，常數(shù)就可以是任何int型整數(shù)，而不再受制于12bit的限制。當(dāng)然此時的常數(shù)是存放在內(nèi)存中的，而不是存放在機器指令的32bit編碼中的。

額外說明：

a）、ldr r0, [pc, #-4]中是-4，而不是+4，是由于流水線的原因（參見“流水線對PC值的影響”一文）。今后對于流水線的這種影響，我將不再予以特別說明。

b）、從指令位置到文字池的偏移量必須小于4KB

c）、從語法上來看，與ARM指令的LDR相比，偽指令LDR的參數(shù)有“=”號，沒有“#”號

d）、如果常數(shù)能夠被12bit表示出來，例如：ldr r0, =0x100，那么，編譯器對該偽指令的處理，是使用MOV（或者M(jìn)VN）指令代替該LDR偽指令，例如：mov r0, #0x100，而不會采用ldr指令+文字池的方式。

除了 ldr 寄存器, =常數(shù) 這種形式外，還有l(wèi)dr 寄存器, =標(biāo)號 這種形式也經(jīng)常被使用，下面我就來講解這種形式的ldr偽指令。

由上圖可見：ldr pc, =InitStack這條偽指令的作用是將標(biāo)號InitStack所代表的地址賦予pc。 這里會使我們產(chǎn)生幾個疑問：

a）、為什么不使用bl InitStack，而要使用ldr pc, =InitStack？

這是因為bl指令的跳轉(zhuǎn)范圍是正負(fù)32M，而InitStack所代表的位置有可能距離ldr pc, =InitStack超過32M，此時bl就無能為力了。竟然存在這么大范圍跳轉(zhuǎn)的程序（這似乎意味著編譯出來的二進(jìn)制可執(zhí)行文件的大小會操作32M），這一點似乎令我們感到非常震驚。事實上是：大小超過32M的可執(zhí)行程序的確幾乎不可能出現(xiàn)，但即使是很小的二進(jìn)制程序中也可能進(jìn)行大范圍（超過32M）的跳轉(zhuǎn)，這一點在bootloader程序中幾乎是必然的。