我們知道ARM CPU中有一條被廣泛使用的指令LDR，它主要是用來從存儲器（確切地說是地址空間）中裝載數(shù)據(jù)到通用寄存器。但不論是ARMASM還是GNU ARM AS，都提供了一條與之同名的偽指令LDR，而在實(shí)際中使用該偽指令的情況也較多，那他們有什么不同呢？下面我談?wù)勎业睦斫狻?/span>

由于我使用GNU工具鏈，所以以下的內(nèi)容都以GNU AS的ARM語法為準(zhǔn)。

LDR偽指令的語法形式如下：

LDR , =

這個常量表達(dá)式中可以包含Label（在ARM匯編中Label會在連接時解釋為一個常數(shù)），且其中的常數(shù)前不加#符號。

1 .equ    STACK_BASE, 0x0c002000

2 .equ    STACK_SIZE, 0x00001000

3 

4 .text

5     ldr    sp, = STACK_BASE

6     ldr    sl, = STACK_BASE - STACK_SIZE

7     ldr    pc, = entry

這是一個合法的匯編文件，它把堆?；吩O(shè)為0x0c002000，棧限設(shè)為0x0c001000，然后跳到entry所標(biāo)識的C程序中執(zhí)行。

下面我們假設(shè)符號“entry”的地址為0x0c000000。

我們?nèi)绻焉厦娲a寫成：

1 .text

2     mov    sp, #0x0c002000

3     mov    sl, #0x0c001000

4     mov    pc, #0x0c000000

匯編器會報(bào)錯：

demo.s: Assembler messages:

demo.s:2: Error: invalid constant -- `mov sp,#0x0c002000'

demo.s:3: Error: invalid constant -- `mov sl,#0x0c001000'

說起這個錯誤的原因可就話長了，簡而言之是因?yàn)镽ISC有一個重要的概念就是所有指令等長。在ARM指令集中，所有指令長度為4字節(jié)（Thumb指令是2 字節(jié)）。那問題就來了，4字節(jié)是不可能同時存的下指令控制碼和32位立即數(shù)的，那么我要把一個32位立即數(shù)（比如一個32位地址值）傳送給寄存器該怎么 辦？

RISC CPU提供一個通用的方法就是把地址值作為數(shù)據(jù)而不是代碼，從存儲器中相應(yīng)的位置讀入到寄存器中，待會我們會看到這樣的例子。

此外ARM還提供另一種方案。由于傳送類指令的指令控制碼部分（cond, opcode, S, Rd, Rn域）占去了20個字節(jié)，那能提供給立即數(shù)的就只剩12個位了。

ARM并未使用這12個位來直接存一個12位立即數(shù)，而是使用了類似有效數(shù)字一樣的概念，只存8個字節(jié)的有效位和一個4位的位偏移量（偏移單位為2）。這個東西在ARM被叫做術(shù)語immed_8，有興趣的人可以找資料了解一下，到處都有介紹。

可以看出ARM的這個方法能直接使用的立即數(shù)是相當(dāng)有限的，像0xfffffff0這樣的數(shù)顯然無法支持。別著急，ARM的傳送類指令中還有一個MVN指 令可以解決該問題。顯然0x0000000f是一個有效立即數(shù)，MVN會先將其取反再傳送，這樣有效立即數(shù)的范圍又?jǐn)U充了一倍。

可就算如此仍有大量的32位立即數(shù)是無效的，比如上面那個例子中的0x0c002000和0x0c001000。面對這種問題一是使用RISC的通用方法，二是分次載入。

比如可以這樣載入0x0c002000：

1 .text

2     mov    sp, #0x0c000000

3     add    sp, sp, #0x00002000

或者：

.text

    mov    sp, #0x0c000000

    orr    sp, sp, #0x00002000

感覺很狡猾是吧，呵呵。但是要注意它和方法一的一大區(qū)別：需要多條指令。那么在一些對指令數(shù)目有限制的場合就無法使用它，比如異常向量表處要做長跳轉(zhuǎn)（超過±32MB）的話就只能用方法一；還有就是在同步事務(wù)中該操作不是原子的，因此可能需要加鎖。

扯了這么多再回到LDR偽指令上來。顯然上面的內(nèi)容是復(fù)雜繁瑣的，如果然程序員在寫程序的時候還要考慮某個數(shù)是不是immed_8一定超級麻煩，因此為了減輕程序員的負(fù)擔(dān)才引入了LDR偽指令。

你一定很好奇第一段代碼demo.s被GNU AS變成了什么，好，讓我們在Linux環(huán)境下執(zhí)行下面的命令：

        arm-elf-as -o demo.o demo.s

        arm-elf-objdump -D demo.o

結(jié)果：

demo.o:     file format elf32-littlearm

Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:

   0:   e59fd004        ldr     sp, [pc, #4]    ; c <.text+0xc>

   4:   e59fa004        ldr     sl, [pc, #4]    ; 10 <.text+0x10>

   8:   e59ff004        ldr     pc, [pc, #4]    ; 14 <.text+0x14>

   c:   0c002000        stceq   0, cr2, [r0]

  10:   0c001000        stceq   0, cr1, [r0]

  14:   00000000        andeq   r0, r0, r0

Disassembly of section .data:

由于entry還沒連上目標(biāo)地址，objdump反匯編會認(rèn)為是0，我們先不管它。另外兩條LDR偽指令變成了實(shí)際的LDR指令！但目標(biāo)很奇怪，都是[pc, #4]。那好我們看看[pc, #4]是什么。

我們知道pc中存放的是當(dāng)前指令的下下條指令的位置，也就是. + 8。那么上面的第一條指令ldr sp, [pc, #4]中的pc就是0x8，pc + 4就是0xc，而[0xc]的內(nèi)容正是0x0c002000；同理，第二條ldr指令也是如此。顯然這里L(fēng)DR偽指令采用的是RISC通用的方法。

另外要說的是，如果LDR的是一個immed_8或者immed_8的反碼數(shù)，則會直接被解釋成mov或mvn指令。如ldr pc, = 0x0c000000會被解釋成mov pc, 0x0c000000。

最后一點(diǎn)補(bǔ)充，我發(fā)現(xiàn)arm-elf-gcc通常都用累加法。如C語句中的i = 0x100ffc04;會變成類似于以下的語句：

       mov   r0, #0x10000004

       add   r0, r0, #0x000ff000

       add   r0, r0, #0x00000c00

       ...

原因不詳。