ARM匯編程序設(shè)計(jì)之： ARM匯編器所支持的偽指令

10.2  ARM匯編器所支持的偽指令

ARM匯編器支持ARM偽指令，這些偽指令在匯編階段被翻譯成ARM或者Thumb（或Thumb-2）指令（或指令序列）。ARM偽指令包含ADR、ADRL、MOV32和LDR。

·  ADR偽指令裝載程序相關(guān)（program-relative）或寄存器相關(guān)（register-relative）地址（小范圍地址）到寄存器。

·  ADRL偽指令裝載程序相關(guān)（program-relative）或寄存器相關(guān)（register-relative）地址（中等范圍地址）到寄存器。

·  MOV32裝載32位常數(shù)或地址到寄存器（ARMv6T2體系結(jié)構(gòu)及以上版本支持）。

·  LDR裝載32位常數(shù)或地址到寄存器（所有ARM版本均支持）。

10.2.1  ADR偽指令

（1）語(yǔ)法格式

ADR為小范圍地址讀取偽指令。ADR偽指令將基于PC相對(duì)偏移地址或基于寄存器相對(duì)偏移地址值讀取到寄存器中，當(dāng)?shù)刂分凳亲止?jié)對(duì)齊時(shí)，取值范圍為−255～255，當(dāng)?shù)刂分凳亲謱?duì)齊時(shí)，取值范圍−1020～1020。當(dāng)?shù)刂分凳?6字節(jié)對(duì)齊時(shí)其取值范圍更大。

語(yǔ)法格式如下。

ADR{cond}{.W}  register，label

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② .W

可選項(xiàng)。指定指令寬度（Thumb-2指令集支持）。

③ register

目標(biāo)寄存器。

④ label

基于PC或具有寄存器的表達(dá)式。

（2）使用說(shuō)明

ADR被匯編器編譯成一條指令。匯編器通常使用ADD或SUB指令來(lái)實(shí)現(xiàn)偽操作的地址裝載功能。如果不能用一條指令來(lái)實(shí)現(xiàn)ADR偽指令的功能，匯編器將報(bào)告錯(cuò)誤。

（3）示例

         LDR     r4,=data+4*n ;n是匯編時(shí)產(chǎn)生的變量

         ; code

         MOV     pc,lr

data    DCD     value0

         ; n-1條 DCD 偽操作

         DCD     valuen ;所要裝載入r4的值

         ;更多 DCD 偽操作

10.2.2  ADRL偽指令

（1）語(yǔ)法格式

ADRL為中等范圍地址讀取偽指令。ADRL偽指令將基于PC相對(duì)偏移的地址或基于寄存器相對(duì)偏移的地址值讀取到寄存器中，當(dāng)?shù)刂分凳亲止?jié)對(duì)齊時(shí)，取值范圍為−64KB～64KB，當(dāng)?shù)刂分凳亲謱?duì)齊時(shí)，取值范圍為−256KB～256KB。當(dāng)?shù)刂分凳?6字節(jié)對(duì)齊時(shí)，其取值范圍更大。在32-bit的Thumb-2指令中，地址取值范圍到達(dá)±1MB。

語(yǔ)法格式如下。

ADRL{cond}  register，label

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② register

目標(biāo)寄存器。

③ label

基于PC或具體寄存器的表達(dá)式。

（2）使用說(shuō)明

ADRL偽指令與ADR偽指令相似，用于將基于PC相對(duì)偏移的地址或基于寄存器相對(duì)偏移的地址值讀取到寄存器中。所不同的是ADRL偽指令比ADR偽指令可以讀取更大范圍的地址。這是因?yàn)樵诰幾g階段，ADRL偽指令被編譯器換成兩條指令。即使一條指令可以完成該操作，編譯器也將產(chǎn)生兩條指令，其中一條為多余指令。如果匯編器不能在兩條指令內(nèi)完成操作，將報(bào)告錯(cuò)誤，中止編譯。

10.2.3  MOV32偽指令

（1）語(yǔ)法格式

MOV32偽指令裝載一個(gè)32位常數(shù)或地址到寄存器。

與ADR和ADRL指令不同，MOV32偽指令裝載的地址是位置相關(guān)地址。

語(yǔ)法格式如下。

MOV32{cond}  register，expr

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② register

目標(biāo)寄存器。

③ expr

表達(dá)式，可以是下面幾種形式。

·  symbol：程序中定義的標(biāo)號(hào)地址。

·  constant：任意32-bit的常數(shù)。

·  symbol+constant：地址標(biāo)號(hào)加32-bit常數(shù)。

（2）使用說(shuō)明

一般情況下匯編器將一條MOV32偽指令翻譯成一對(duì)MOV和MOVT指令。這樣任何32-bit常量都可以被裝載到寄存器。

10.2.4  LDR偽指令

（1）語(yǔ)法格式

LDR偽指令裝載一個(gè)32-bit常數(shù)和一個(gè)地址到寄存器。

語(yǔ)法格式如下。

LDR{cond}{.W}  register，=[expr|label-expr]

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② .W

可選項(xiàng)。指定指令寬度（Thumb-2指令集支持）。

③ register

目標(biāo)寄存器。

④ expr

32位常量表達(dá)式。匯編器根據(jù)expr的取值情況，對(duì)LDR偽指令做如下處理。

·  當(dāng)expr表示的地址值沒(méi)有超過(guò)MOV或MVN指令的地址取值范圍時(shí)，匯編器用一對(duì)MOV和MVN指令代替LDR指令。

·  當(dāng)expr表示的指令地址值超過(guò)了MOV或MVN指令的地址范圍時(shí)，匯編器將常數(shù)放入數(shù)據(jù)緩存池，同時(shí)用一條基于PC的LDR指令讀取該常數(shù)。

⑤ label-expr

一個(gè)程序相關(guān)或聲明為外部的表達(dá)式。匯編器將label-expr表達(dá)式的值放入數(shù)據(jù)緩存池，使用一條程序相關(guān)LDR指令將該值取出放入寄存器。

當(dāng)label-expr為聲明為外部的表示式時(shí)，匯編器將在目標(biāo)文件中插入鏈接重定位偽操作，由鏈接器在鏈接時(shí)生成該地址。

（2）使用說(shuō)明

當(dāng)要裝載的常量超出了MOV或MVN指令的范圍時(shí)，使用LDR指令。

由LDR指令裝載的地址是絕對(duì)地址，即PC相關(guān)地址。

當(dāng)要裝載的數(shù)據(jù)不能由MOV或MVN指令直接裝載時(shí)，該值要先放入數(shù)據(jù)緩存池，此時(shí)LDR偽指令處的PC值到數(shù)據(jù)緩存池中目標(biāo)數(shù)據(jù)所在地址的偏移量有一定限制。ARM或32-bit的Thumb-2指令中該范圍是±4KB，Thumb或16-bit的Thumb-2指令中為0～1KB。

（3）示例

① 將常數(shù)0xff0讀到r1中。

LDR r3,=0xff0 ;

相當(dāng)于下面的ARM指令：

MOV r3,#0xff0

② 將常數(shù)0xfff讀到r1中。

LDR r1,=0xfff ;

相當(dāng)于下面的ARM指令：

LDR r1,[pc,offset_to_litpool]

...

litpool DCD 0xfff

③ 將place標(biāo)號(hào)地址讀入r1中。

LDR r2,=place ;

相當(dāng)于下面的ARM指令：

LDR r2,[pc,offset_to_litpool]

...

litpool DCD place