ARM匯編中的ldr和adr的區(qū)別及其在uboot中相關(guān)源碼的分析

ARM匯編有ldr指令以及l(fā)dr、adr偽指令，它們都可以將標(biāo)號(hào)表達(dá)式作為操作數(shù)，下面通過(guò)分析一段代碼以及對(duì)應(yīng)的反匯編結(jié)果來(lái)說(shuō)明它們的區(qū)別。

1. ldrr0,_start
2. adrr0,_start
3. ldrr0,=_start
4. _start:
5. b_start

編譯的時(shí)候設(shè)置 RO 為 0x30000000，下面是反匯編的結(jié)果：

1. 0x00000000:e59f0004ldrr0,[pc,#4];0xc
2. 0x00000004:e28f0000addr0,pc,#0;0x0
3. 0x00000008:e59f0000ldrr0,[pc,#0];0x10
4. 0x0000000c:eafffffeb0xc
5. 0x00000010:3000000candccr0,r0,ip

1．ldr r0, _start

這是一條指令，從內(nèi)存地址 _start 的位置把值讀入。在這里_start是一個(gè)標(biāo)號(hào)（是一個(gè)相對(duì)程序的表達(dá)式），匯編程序計(jì)算相對(duì)于 PC 的偏移量，并生成相對(duì)于 PC的前索引的指令：ldr r0, [pc, #4]。執(zhí)行指令后，r0 =0xeafffffe。
ldr r0, _start是根據(jù)_start對(duì)當(dāng)前PC的相對(duì)位置讀取其所在地址的值，因此可以在和_start標(biāo)號(hào)的相對(duì)位置不變的情況下移動(dòng)。

2．a(chǎn)dr r0, _start

這是一條偽指令，總是會(huì)被匯編程序匯編為一個(gè)指令。匯編程序嘗試產(chǎn)生單個(gè) ADD或 SUB 指令來(lái)裝載該地址。如果不能在一個(gè)指令中構(gòu)造該地址，則生成一個(gè)錯(cuò)誤，并且匯編失敗。在這里是取得標(biāo)號(hào)_start 的地址到 r0，因?yàn)榈刂肥窍鄬?duì)程序的，因此ADR產(chǎn)生依賴于位置的代碼，在此例中被匯編成：add r0, pc, #0。因此該代碼可以在和標(biāo)號(hào)相對(duì)位置不變的情況下移動(dòng)；假如這段代碼在 0x30000000 運(yùn)行，那么 adr r0, _start 得到 r0 = 0x3000000c；如果在地址 0 運(yùn)行，就是 0x0000000c 了。
通過(guò)這一點(diǎn)可以判斷程序在什么地方運(yùn)行。U-boot中那段relocate代碼就是通過(guò)adr實(shí)現(xiàn)當(dāng)前程序是在RAM中還是flash中，下面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1. relocate:/*把U-Boot重新定位到RAM*/
2. adrr0,_start/*r0是代碼的當(dāng)前位置，adr偽指令，匯編器自動(dòng)通過(guò)當(dāng)前PC的值算出如果執(zhí)行到_start時(shí)PC的值，放到r0中：當(dāng)此段在flash中執(zhí)行時(shí)r0=_start=0；當(dāng)此段在RAM中執(zhí)行時(shí)_start=_TEXT_BASE(在board/smdk2410/config.mk中指定的值為0x37D80000，即u-boot在把代碼拷貝到RAM中去執(zhí)行的代碼段的開始)*/
3. ldrr1,_TEXT_BASE/*測(cè)試判斷是從Flash啟動(dòng)，還是RAM。此句執(zhí)行的結(jié)果r1始終是0x37D80000，因?yàn)榇酥凳怯志幾g器指定的(ads中設(shè)置，或-D設(shè)置編譯器參數(shù))*/
4. cmpr0,r1/*比較r0和r1，調(diào)試的時(shí)候不要執(zhí)行重定位*/

3．ldr r0, =_start

這是一條偽指令，是一個(gè)相對(duì)程序的或外部的表達(dá)式。匯編程序?qū)⑾鄬?duì)程序的標(biāo)號(hào)表達(dá)式 label-expr 的值放在一個(gè)文字池中，并生成一個(gè)相對(duì)程序的 LDR 指令來(lái)從文字池中裝載該值，在此例中生成的指令為：ldr r0, [pc, #0]，對(duì)應(yīng)文字池中的地址以及值為：0x00000010: 3000000c。如果 label-expr 是一個(gè)外部表達(dá)式，或者未包含于當(dāng)前段內(nèi)，則匯編程序在目標(biāo)文件中放置一個(gè)鏈接程序重定位命令。鏈接程序在鏈接時(shí)生成地址。因此取得的是標(biāo)號(hào) _start 的絕對(duì)地址，這個(gè)絕對(duì)地址（運(yùn)行地址）是在連接的時(shí)候確定的。它要占用 2 個(gè) 32bit 的空間，一條是指令，另一條是文字池中存放_(tái)start 的絕對(duì)地址。因此可以看出，不管這段代碼將來(lái)在什么地方運(yùn)行，它的結(jié)果都是 r0 =0x3000000c。由于ldr r0, =_start取得的是_start的絕對(duì)地址，這句代碼可以在_start標(biāo)號(hào)的絕對(duì)位置不變的情況下移動(dòng)；如果使用寄存器pc在程序中可以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)轉(zhuǎn)移。

總結(jié)

1. LDR指令是從存儲(chǔ)器中裝載一個(gè)數(shù)到寄存器中，即將某個(gè)地址中的數(shù)據(jù)裝載到寄存器中。編譯時(shí)是將基于PC的偏移量的地址中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到寄存器中
2. LDR偽指令在匯編時(shí)，其實(shí)是將標(biāo)號(hào)的地址值保存在一個(gè)文字池中，編譯時(shí)生成一條LDR指令將文字池地址中的數(shù)據(jù)傳送到寄存器中，也就是標(biāo)號(hào)的地址。標(biāo)號(hào)的地址和連接地址相關(guān)
3. ADR偽指令傳送的基于PC的地址