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LDR伪指令与LDR加载指令的功能和应用有何区别

发布时间:2019-07-28 11:41 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部ARM指令集中,LDR通常都是作加载指令的,但是它也可以作伪指令。

  LDR伪指令的形式是“LDR Rn,=expr”。下面举一个例子来说明它的用法。

  COUNT是我们定义的一个变量,地址为0x40003100。这中定义方法在汇编语言中是很常见的,如果使用过单片机的话,应该都熟悉这种用法。

  MOV R0,#0是将立即数0放到R0中。最后一句STR R0,[R1]是一个典型的存储指令,将R0中的值放到以R1中的值为地址的存储单元去。实际就是将0放到地址为0x40003100的存储单元中去。可见这三条指令是为了完成对变量COUNT赋值。用三条指令来完成对一个变量的赋值,看起来有点不太舒服。这可能跟ARM的采用RISC有关。

  ARM是RISC结构,数据从内存到CPU之间的移动只能通过LDR/STR指令来完成。 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。

  MOV是从一个寄存器或者移位的寄存器或者立即数的值传递到另外一个寄存器。

  从本质上是寄存器到寄存器的传递,为什么会有立即数,其实也是有限制的立即数,不是所有立即数都可以传递的这个立即数要符合一个8位数循环右移偶数位的取值。原因是,MOV本身就是一条32bit指令,除了指令码本身,它不可能再带一个可以表示32bit的数字,所以用了其中的12bit来表示立即数,其中4bit表示移位的位数(循环右移,且数值x2),8bit用来表示要移位的一个基数。

  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:

  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。

  1、当expr表示的地址没有超过mov或mvn指令中地址的取值范围时,编译器用合适的mov指令或mvn指令代替该LDR伪指令。

  2、当expr表示的地址超过了mov或mvn指令中地址的取值范围时,编译器将该常数放在缓冲区中,同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数。

  其中,R1为基址,#4为偏移地址,R0为目标地址。注意,此时不更新R1。

  注:之前我有一个误解,认为我们必须将所有的数据放到32bit的指令中。其实,指令的所用是指明这个命令是什么。比如LDR R0, [R1, #4],我们没有必要将寄存器中的数据放到指令所在的32bit的指令中,我们只需要指明这里需要R0、R1就可以了。

  2. 伪指令LDRARM中的伪指令不是真正的ARM指令或者Thumb指令,这些伪指令在汇编编译器对源程序进行汇编处理时,被替换为相应的ARM或者Thumb指令(序列)。

  expr为32位的常量。编译器将根据expr的取值情况,如下处理LDR伪指令:

  u 当expr所表示的地址值没有超过MOV或MVN指令中的地址取值范围时,编译器用合适的MOV或者MVN指令代替LDR伪指令。

  u 当expr表示的地址值超过了MOV或者MVN指令中的地址的取值范围(第二操作数的取值范围)时,编译器将该常数放在数据缓冲区中,同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数。

  这里有一个需要注意的地方,那就是当使用一条基于PC的LDR指令时,PC到数据缓冲区的地址偏移量要小于4Kb(2^12)。

  关于label-expr的介绍我不是很理解。不理解其中关于“连接重定位伪操作”。(P144)

  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:

  就是把0x12345678这个地址中的值存放到r0中。而mov不能实现这个功能,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=,以表示把一个值(一般是一个地址)写到某寄存器中,比如:ldr r0, =0x12345678

  这样,就把0x12345678这个值写到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。 其实ldr指令可以装载一个32bit立即数的说法并不确切,因为实际上并不是这一条语句装载了一个32bit立即数,真正的汇编代码是将某个地址的值传递给r1,就是说需要一个地址存放0x12345678这个立即数。而且如果这个立即数可以用mov指令的形式来表达,会被编译器实际用mov来代替比如:ldr r1,=0x10会变成mov r1,#0x10 综述所述:ldr伪指令用于加载32位的立即数或一个地址值到指定寄存器。在汇编编译源程序时,ldr伪指令被编译器替换成一条合适的指令。若加载的常数未超出mov或mvn的范围,则使用mov或mvn指令代替该ldr伪指令,否则汇编器将常量放入文字池,并使用一条程序相对偏移的ldr指令从文字池读出常量。 ldr伪指令和ldr指令不是一个同东西

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