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ARM匯編程序設計之: ARM匯編器所支持的偽指令

2013/09/30
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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(program-relative)或寄存器相關(register-relative)地址(小范圍地址)到寄存器。

·  ADRL偽指令裝載程序相關(program-relative)或寄存器相關(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相對偏移地址或基于寄存器相對偏移地址值讀取到寄存器中,當?shù)刂分凳亲止?jié)對齊時,取值范圍為−255~255,當?shù)刂分凳亲謱R時,取值范圍−1020~1020。當?shù)刂分凳?6字節(jié)對齊時其取值范圍更大。

語法格式如下。

ADR{cond}{.W}  register,label

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② .W

可選項。指定指令寬度(Thumb-2指令集支持)。

③ register

目標寄存器。

④ label

基于PC或具有寄存器的表達式。

(2)使用說明

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

(3)示例

         LDR     r4,=data+4*n ;n是匯編時產(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相對偏移的地址或基于寄存器相對偏移的地址值讀取到寄存器中,當?shù)刂分凳亲止?jié)對齊時,取值范圍為−64KB~64KB,當?shù)刂分凳亲謱R時,取值范圍為−256KB~256KB。當?shù)刂分凳?6字節(jié)對齊時,其取值范圍更大。在32-bit的Thumb-2指令中,地址取值范圍到達±1MB。

注意

ADRL只能用在ARM匯編或Thumb-2匯編中,Thumb匯編器不支持ADRL偽指令。

語法格式如下。

ADRL{cond}  register,label

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② register

目標寄存器。

③ label

基于PC或具體寄存器的表達式。

(2)使用說明

ADRL偽指令與ADR偽指令相似,用于將基于PC相對偏移的地址或基于寄存器相對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。這是因為在編譯階段,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,將報告錯誤,中止編譯。

注意

如果使用ADRL偽指令裝載標號地址,那么被裝載的標號必須和偽指令ADRL在同一個段中。

 

10.2.3  MOV32偽指令

(1)語法格式

MOV32偽指令裝載一個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地址。

語法格式如下。

MOV32{cond}  register,expr

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② register

目標寄存器。

③ expr

表達式,可以是下面幾種形式。

·  symbol:程序中定義的標號地址。

·  constant:任意32-bit的常數(shù)。

·  symbol+constant:地址標號加32-bit常數(shù)。

(2)使用說明

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

注意

通過這種方法裝載的程序地址是在程序鏈接時由鏈接器確定的,是位置相關地址。

 

10.2.4  LDR偽指令

(1)語法格式

LDR偽指令裝載一個32-bit常數(shù)和一個地址到寄存器。

語法格式如下。

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

① cond

可選的指令執(zhí)行條件。

② .W

可選項。指定指令寬度(Thumb-2指令集支持)。

③ register

目標寄存器。

④ expr

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

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

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

⑤ label-expr

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

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

(2)使用說明

當要裝載的常量超出了MOV或MVN指令的范圍時,使用LDR指令。

由LDR指令裝載的地址是絕對地址,即PC相關地址。

當要裝載的數(shù)據(jù)不能由MOV或MVN指令直接裝載時,該值要先放入數(shù)據(jù)緩存池,此時LDR偽指令處的PC值到數(shù)據(jù)緩存池中目標數(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 ;

相當于下面的ARM指令:

LDR r1,[pc,offset_to_litpool]

...

litpool DCD 0xfff

③ 將place標號地址讀入r1中。

LDR r2,=place ;

相當于下面的ARM指令:

LDR r2,[pc,offset_to_litpool]

...

litpool DCD place

Arm

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ARM公司是一家知識產(chǎn)權(IP)供應商,主要為國際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設和系統(tǒng)芯片技術授權。目前,ARM公司的處理器內(nèi)核已經(jīng)成為便攜通訊、手持計算設備、多媒體數(shù)字消費品等方案的RISC標準。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

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華清遠見(www.farsight.com.cn)是國內(nèi)領先嵌入師培訓機構,2004年注冊于中國北京海淀高科技園區(qū),除北京總部外,上海、深圳、成都、南京、武漢、西安、廣州均有直營分公司。華清遠見除提供嵌入式相關的長期就業(yè)培訓、短期高端培訓、師資培訓及企業(yè)員工內(nèi)訓等業(yè)務外,其下屬研發(fā)中心還負責嵌入式、Android及物聯(lián)網(wǎng)方向的教學實驗平臺的研發(fā)及培訓教材的出版,截止目前為止已公開出版70余本嵌入式/移動開發(fā)/物聯(lián)網(wǎng)相關圖書。企業(yè)理念:專業(yè)始于專注 卓識源于遠見。企業(yè)價值觀:做良心教育、做專業(yè)教育,更要做受人尊敬的職業(yè)教育。