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ARM MOV和 LDR指令关系

jackyhwei 发布于 2011-09-07 09:44 点击:次 
ARM是RISC结构,数据从内存到CPU之间的移动只能通过L/S指令来完成,也就是ldr/str指令。比如想把数据从内存中某处读取到寄存器中,只能使用ldr
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ARM是RISC结构,数据从内存到CPU之间的移动只能通过L/S指令来完成,也就是ldr/str指令。
比如想把数据从内存中某处读取到寄存器中,只能使用ldr
比如:
ldr r0, 0x12345678
就是把0x12345678这个地址中的值存放到r0中。
而mov不能干这个活,mov只能在寄存器之间移动数据,或者把立即数移动到寄存器中,这个和x86这种CISC架构的芯片区别最大的地方。
x86中没有ldr这种指令,因为x86的mov指令可以将数据从内存中移动到寄存器中。

另外还有一个就是ldr伪指令,虽然ldr伪指令和ARM的ldr指令很像,但是作用不太一样。ldr伪指令可以在立即数前加上=,以表示把一个地址写到某寄存器中,比如:
ldr r0, =0x12345678
这样,就把0x12345678这个地址写到r0中了。所以,ldr伪指令和mov是比较相似的。只不过mov指令限制了立即数的长度为8位,也就是不能超过512。而ldr伪指令没有这个限制。如果使用ldr伪指令时,后面跟的立即数没有超过8位,那么在实际汇编的时候该ldr伪指令是被转换为mov指令的。

ldr伪指令和ldr指令不是一个同东西。

1.汇编器所做的工作:
   如果LDR Rd, =const能够被转换成MOV 或者 MVN指令,则汇编器将转换成它成为相应的指令;
   如果不能被转换,则汇编器会将value存放在在一个叫做literal pool(一段嵌在代码中用以存储constant values的内存空间),并且产生一个LDR指令操作,它是

Program-relative address的,并且是从literal pool来读这个constant value的。
   例如:
   LDR R1,=23   ;MOV R1, #23
   LDR Rn, [pc, #offset to liteal pool]   ;从内存单元pc+offset处装载数据到Rn。

2.offset与pc之间的偏移量还有一定的规定:
   在arm状态为<4KB,并且是双向的。
   在thumb状态为<1KB,并且只能向前(Forward)。  
3.设置literal pools
   以LTORG伪指令来标识。LTORG伪指令通常放在无条件跳转指令之后,或者子程序返回指令之后,这样处理器就不会错误的将文字池中的数据当作指令来执行了。
4.例程:
AREA   Loadcon, CODE, READONLY
   
    ENTRY;标识第一条指令执行的地方。

start
    BL func1
    ; Branch to first subroutine
    BL func2    ; Branch to second subroutine

stop       
    MOV r0
, #0x18
    LDR r1, =0x20026;          
    SWI 0x123456    ;ARM semihosting SWI

func1
    LDR r0, =42
    ; 可以转换成MOV格式=> MOV R0, #42
    LDR r1, =0x55555555    ;不能转换,因为超过了MOV操作数的范围,故用literal pool => LDR R1, [PC,#offset to Literal Pool 1]
LDR r2, =0xFFFFFFFF    ;可以转换成MVN =>MVN R2, #0   
    MOV pc, lr        ;返回到调用该函数的下一条,一般情况下将LTORG的声明放在此语句之后。
           LTORG    ;Literal Pool 1 contains;此处是存放LDR中constant values的一个embedded memory in code section!
                    ;针对此示例存放的内容为:literal Ox55555555
func2
    LDR r3, =0x55555555
    ; => 不能够被转换,故使用literal pool,由于0x55555555已经存在literal pool1,故可以使用literal pool1中的literal data,转换成此

种形式=> LDR R3, [PC, #offset to Literal Pool 1]
    ;LDR r4, =0x66666666    ;If this is uncommented it fails, because Literal Pool2 is out of reach因为0x66666666未出现,所以这个需要存放在此代码后面的

literal pool2中,由于在后面分配了一块4200大小的内存块,这样与literal pool2之间的offset>4KB.若不注释掉此句话,则编译器会提示出现错误。
    MOV pc, lr    ;返回到调用该函数的下一条,

LargeTable
    SPACE 4200
    ;Starting at the current location, clears a 4200 byte area of memory to zero
        END    ;Literal Pool 2 is empty,由于没有显示声明literal pool2,故这是literal pool2的默认声明位置(程序的结束位置)

关于LTORG:

LTORG用于声明一个文字池,在使用LDR伪指令的时候,要在适当的地址加入LTORG声明文字池,这样就会把要加载的数据保存在文字池内,再用ARM的加载指令读出数据。(若没有

使用LTORG声明文字池,则汇编器会在程序末尾自动声明)。
伪指令格式为:
    LTORG
伪指令应用举例如下:
    ;..............
    LDR R0, =0X12345678
    ADD R1, R1, R0
    MOV PC, LR
    LTORG    ;声明文字池,此地址存储0x12345678
(ilovejoy)
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