ARM中的ldr指令与adr、ldr伪指令之间的区别

 ARM汇编语言中有ldr指令和ldr、adr伪指令，他们都可以将标号表达式作为操作数。区别如下：

ldr指令和adr、ldr伪指令的区别：ldr指令属于load-store指令，用于读取标号地址中的值；adr、ldr伪指令用于获取标号的地址。

adr和ldr伪指令的区别：adr是获取相对PC的地址，与程序当前运行的位置相关，是小范围的地址读取伪指令；ldr是获取绝对地址，绝对地址是在link的时候确定的，它与程序当前运行位置无关，是大范围读取地址伪指令。

下面通过分析一段代码以及对应的反汇编接过来说明他们的区别。

       ldr r0,_start

       adr r0,_start

       ldr r0,=_start

_start:

       b _start

       编译的时候设置r0为0x30000000，下面是反汇编的结果：

0x00000000:e59f0004   ldr r0,[pc,#4]    ;0xc

0x00000004:e28f0000   add r0,pc,#0     ;0x0

0x00000008:e59f0000   ldr r0,[pc,#0]    ;0x10

0x0000000c:eafffffe     b  0xc

0x00000010:3000000c   andcc r0,r0,ip

       1.ldr r0,_start

       这是一条指令，从内存地址_start的位置装载该地址存放的数据。

       在这里_start是一个标号（是一个相对程序的表达式），汇编程序计算相对于PC的偏移量，并生成相对于PC的前索引的指令：ldr r0,[pc,#4]。指令执行后，r0=0xeafffffe（计算方法：r0 = [pc(0x00000000+8)+4]= [0x0000000c] = 0xeafffffe）。

       ldr r0,_start是根据_start对当前PC的相对位置读取其所在地址的值，因此可以在和_start标号的相对位置不变的情况下获取数据值。

       2.adr r0,_start

       这是一条伪指令，总是会被汇编程序会变为一个指令，汇编程序尝试产生单个ADD或SUB指令来装载该地址。如果不能在一个指令中构造该地址，则生成一个错误，并且汇编失败。

       这里是取得标号_start的地址到r0，因为地址是相对程序的，因此adr的产生依赖于位置的代码，在此例中被汇编成：add r0,pc,#0。因此该代码可以在和标号相对位置不变的情况下移动。

       假如这段代码在0x30000000运行，那么adr r0,_start得到r0 = 0x3000000c；如果在地址0运行，那么就是0x0000000c了。

       通过这一点可以判断程序在什么地方运行。U-Boot中那段relocate代码就是通过adr实现当前程序是在RAM中还是FLASH中。

       3.ldr r0,=_start

       这是一条伪指令，_start是一个绝对地址（也即运行地址）。这个绝对地址是在链接的时候确定的，它占用2个32bit的空间，一条是指令，另一条是文字池中存放_start的绝对地址。在此例中生成的指令为：ldr r0,[pc,#0]，对应文字池中的地址以及值为：0x00000010:3000000c，因此该伪指令执行后r0的值为0x3000000c。因此可以看出，不管这段代码将来在什么地方运行，它的结果都是r0=0x3000000c。

       由于ldr r0,=_start取得的是_start的绝对地址，这句代码可以在_start标号的绝对位置不变的情况下移动，如使用寄存器pc在程序中可以实现绝对转移。