ARM汇编程序设计之： ARM汇编器所支持的伪指令

10.2  ARM汇编器所支持的伪指令

ARM汇编器支持ARM伪指令，这些伪指令在汇编阶段被翻译成ARM或者Thumb（或Thumb-2）指令（或指令序列）。ARM伪指令包含ADR、ADRL、MOV32和LDR。

·  ADR伪指令装载程序相关（program-relative）或寄存器相关（register-relative）地址（小范围地址）到寄存器。

·  ADRL伪指令装载程序相关（program-relative）或寄存器相关（register-relative）地址（中等范围地址）到寄存器。

·  MOV32装载32位常数或地址到寄存器（ARMv6T2体系结构及以上版本支持）。

·  LDR装载32位常数或地址到寄存器（所有ARM版本均支持）。

10.2.1  ADR伪指令

（1）语法格式

ADR为小范围地址读取伪指令。ADR伪指令将基于PC相对偏移地址或基于寄存器相对偏移地址值读取到寄存器中，当地址值是字节对齐时，取值范围为−255～255，当地址值是字对齐时，取值范围−1020～1020。当地址值是16字节对齐时其取值范围更大。

语法格式如下。

ADR{cond}{.W}  register，label

① cond

可选的指令执行条件。

② .W

可选项。指定指令宽度（Thumb-2指令集支持）。

③ register

目标寄存器。

④ label

基于PC或具有寄存器的表达式。

（2）使用说明

ADR被汇编器编译成一条指令。汇编器通常使用ADD或SUB指令来实现伪操作的地址装载功能。如果不能用一条指令来实现ADR伪指令的功能，汇编器将报告错误。

（3）示例

         LDR     r4,=data+4*n ;n是汇编时产生的变量

         ; code

         MOV     pc,lr

data    DCD     value0

         ; n-1条 DCD 伪操作

         DCD     valuen ;所要装载入r4的值

         ;更多 DCD 伪操作

10.2.2  ADRL伪指令

（1）语法格式

ADRL为中等范围地址读取伪指令。ADRL伪指令将基于PC相对偏移的地址或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中，当地址值是字节对齐时，取值范围为−64KB～64KB，当地址值是字对齐时，取值范围为−256KB～256KB。当地址值是16字节对齐时，其取值范围更大。在32-bit的Thumb-2指令中，地址取值范围到达±1MB。

语法格式如下。

ADRL{cond}  register，label

① cond

可选的指令执行条件。

② register

目标寄存器。

③ label

基于PC或具体寄存器的表达式。

（2）使用说明

ADRL伪指令与ADR伪指令相似，用于将基于PC相对偏移的地址或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。所不同的是ADRL伪指令比ADR伪指令可以读取更大范围的地址。这是因为在编译阶段，ADRL伪指令被编译器换成两条指令。即使一条指令可以完成该操作，编译器也将产生两条指令，其中一条为多余指令。如果汇编器不能在两条指令内完成操作，将报告错误，中止编译。

10.2.3  MOV32伪指令

（1）语法格式

MOV32伪指令装载一个32位常数或地址到寄存器。

与ADR和ADRL指令不同，MOV32伪指令装载的地址是位置相关地址。

语法格式如下。

MOV32{cond}  register，expr

① cond

可选的指令执行条件。

② register

目标寄存器。

③ expr

表达式，可以是下面几种形式。

·  symbol：程序中定义的标号地址。

·  constant：任意32-bit的常数。

·  symbol+constant：地址标号加32-bit常数。

（2）使用说明

一般情况下汇编器将一条MOV32伪指令翻译成一对MOV和MOVT指令。这样任何32-bit常量都可以被装载到寄存器。

10.2.4  LDR伪指令

（1）语法格式

LDR伪指令装载一个32-bit常数和一个地址到寄存器。

语法格式如下。

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

① cond

可选的指令执行条件。

② .W

可选项。指定指令宽度（Thumb-2指令集支持）。

③ register

目标寄存器。

④ expr

32位常量表达式。汇编器根据expr的取值情况，对LDR伪指令做如下处理。

·  当expr表示的地址值没有超过MOV或MVN指令的地址取值范围时，汇编器用一对MOV和MVN指令代替LDR指令。

·  当expr表示的指令地址值超过了MOV或MVN指令的地址范围时，汇编器将常数放入数据缓存池，同时用一条基于PC的LDR指令读取该常数。

⑤ label-expr

一个程序相关或声明为外部的表达式。汇编器将label-expr表达式的值放入数据缓存池，使用一条程序相关LDR指令将该值取出放入寄存器。

当label-expr为声明为外部的表示式时，汇编器将在目标文件中插入链接重定位伪操作，由链接器在链接时生成该地址。

（2）使用说明

当要装载的常量超出了MOV或MVN指令的范围时，使用LDR指令。

由LDR指令装载的地址是绝对地址，即PC相关地址。

当要装载的数据不能由MOV或MVN指令直接装载时，该值要先放入数据缓存池，此时LDR伪指令处的PC值到数据缓存池中目标数据所在地址的偏移量有一定限制。ARM或32-bit的Thumb-2指令中该范围是±4KB，Thumb或16-bit的Thumb-2指令中为0～1KB。

（3）示例

① 将常数0xff0读到r1中。

LDR r3,=0xff0 ;

相当于下面的ARM指令：

MOV r3,#0xff0

② 将常数0xfff读到r1中。

LDR r1,=0xfff ;

相当于下面的ARM指令：

LDR r1,[pc,offset_to_litpool]

...

litpool DCD 0xfff

③ 将place标号地址读入r1中。

LDR r2,=place ;

相当于下面的ARM指令：

LDR r2,[pc,offset_to_litpool]

...

litpool DCD place