ARM MOV和 LDR指令關系

  ARM MOV和 LDR指令關系

ARM是RISC結構，資料從記憶體到CPU之間的移動隻能通過L/S指令來完成，也就是ldr/str指令。

比如想把資料從記憶體中某處讀取到寄存器中，隻能使用ldr

比如：

ldr r0, 0x12345678

就是把0x12345678這個位址中的值存放到r0中。

而mov不能幹這個活，mov隻能在寄存器之間移動資料，或者把立即數移動到寄存器中，這個和x86這種CISC架構的晶片差別最大的地方。

x86中沒有ldr這種指令，因為x86的mov指令可以将資料從記憶體中移動到寄存器中。

另外還有一個就是ldr僞指令，雖然ldr僞指令和ARM的ldr指令很像，但是作用不太一樣。ldr僞指令可以在立即數前加上=，以表示把一個位址寫到某寄存器中，比如：

ldr r0, =0x12345678

這樣，就把0x12345678這個位址寫到r0中了。是以，ldr僞指令和mov是比較相似的。隻不過mov指令限制了立即數的長度為8位，也就是不能超過512。而ldr僞指令沒有這個限制。如果使用ldr僞指令時，後面跟的立即數沒有超過8位，那麼在實際彙編的時候該ldr僞指令是被轉換為mov指令的。

ldr僞指令和ldr指令不是一個同東西。

1.彙編器所做的工作：

   如果LDR Rd, =const能夠被轉換成MOV 或者 MVN指令,則彙編器将轉換成它成為相應的指令；

   如果不能被轉換，則彙編器會将value存放在在一個叫做literal pool(一段嵌在代碼中用以存儲constant values的記憶體空間)，并且産生一個LDR指令操作，它是

Program-relative address的,并且是從literal pool來讀這個constant value的。

   例如：

   LDR R1,=23   ;MOV R1, #23

   LDR Rn, [pc, #offset to liteal pool]   ;從記憶體單元pc+offset處裝載資料到Rn。

2.offset與pc之間的偏移量還有一定的規定：

   在arm狀态為<4KB,并且是雙向的。

   在thumb狀态為<1KB,并且隻能向前(Forward)。  

3.設定literal pools

   以LTORG僞指令來辨別。LTORG僞指令通常放在無條件跳轉指令之後，或者子程式傳回指令之後，這樣處理器就不會錯誤的将文字池中的資料當作指令來執行了。

4.例程：

AREA   Loadcon, CODE, READONLY

    ENTRY;辨別第一條指令執行的地方。

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    ; 可以轉換成MOV格式=> MOV R0, #42

    LDR r1, =0x55555555    ;不能轉換，因為超過了MOV操作數的範圍，故用literal pool => LDR R1, [PC,#offset to Literal Pool 1]

LDR r2, =0xFFFFFFFF    ;可以轉換成MVN =>MVN R2, #0   

    MOV pc, lr        ;傳回到調用該函數的下一條，一般情況下将LTORG的聲明放在此語句之後。

           LTORG    ;Literal Pool 1 contains;此處是存放LDR中constant values的一個embedded memory in code section!

                    ;針對此示例存放的内容為：literal Ox55555555

func2

    LDR r3, =0x55555555    ; => 不能夠被轉換，故使用literal pool，由于0x55555555已經存在literal pool1，故可以使用literal pool1中的literal data，轉換成此

種形式=> LDR R3, [PC, #offset to Literal Pool 1]

    ; LDR r4, =0x66666666    ;If this is uncommented it fails, because Literal Pool2 is out of reach因為0x66666666未出現，是以這個需要存放在此代碼後面的

literal pool2中,由于在後面配置設定了一塊4200大小的記憶體塊，這樣與literal pool2之間的offset>4KB.若不注釋掉此句話，則編譯器會提示出現錯誤。

    MOV pc, lr    ;傳回到調用該函數的下一條，

LargeTable

    SPACE 4200    ;Starting at the current location, clears a 4200 byte area of memory to zero

        END    ;Literal Pool 2 is empty，由于沒有顯示聲明literal pool2，故這是literal pool2的預設聲明位置（程式的結束位置）

關于LTORG:

LTORG用于聲明一個文字池，在使用LDR僞指令的時候，要在适當的位址加入LTORG聲明文字池，這樣就會把要加載的資料儲存在文字池内，再用ARM的加載指令讀出資料。（若沒有

使用LTORG聲明文字池，則彙編器會在程式末尾自動聲明）。

僞指令格式為：

    LTORG

僞指令應用舉例如下：

    ;..............

    LDR R0, =0X12345678

    ADD R1, R1, R0

    MOV PC, LR

    LTORG    ;聲明文字池，此位址存儲0x12345678