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分类: LINUX

2010-09-09 17:34:38

arm指令中mov和ldr的区别

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。
LDR    R1,=COUNT
MOV    R0,#0
STR    R0,[R1]
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。
LDR    R1,=COUNT是将COUNT这个变量的地址,也就是0x40003100放到R1中。
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。

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,故事用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

    ;..............

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