ADR

ARM伪指令ADR详解

ARM中伪指令不是真正的ARM指令或者THUMB指令,这些伪指令在汇编编译器对源程序进行汇编处理时被替换成对应的ARM或者Thumb指令(序列)。ARM伪指令包括adrADRLLDRNOP

1.       ADR(小范围的地址读取伪指令)

该指令将基于PC的地址值或基于寄存器的地址值读取到寄存器中。

语法格式

ADR{cond} register,expr

其中,cond为可选的指令执行的条件。

register为目标寄存器。

expr为基于PC或者基于寄存器的地址表达式,其取值范围如下:

l         当地址值不是字对齐时,其取值范围为-255255

l         当地址值是字对齐时,其取值范围为-10201020

l         当地址值是16字节对齐时,其取值范围将更大。

使用说明

在汇编编译器处理源程序时,ADR伪指令被编译器替换成一条合适的指令。通常,编译器用一条ADD指令或SUB指令来实现该ADR伪指令的功能。如果不能用一条指令来实现ADR伪指令的功能,编译器将包括错误。

因为ADR伪指令中的地址是基于PC或者基于寄存器的,所以ADR读取到的地址为位置无关的地址。当ADR伪指令中的地址是基于PC时,该地址与ADR伪指令必须在同一个代码段中。

示例

start  MOV   r0,#10     ;因为pc值为当前指令地址值加8字节

adr  r4,start;ADR伪指令将被编译器

;替换成sub r4,pc,#0xc

`ADR` 是 ARM64(AArch64)汇编中的一条 **PC 相对寻址指令**,用于将某个标签(label)的内存地址计算并加载到寄存器中。它基于当前程序计数器(PC)的值加上一个编译时确定的偏移量,生成目标地址。 --- ### ✅ 指令格式 ```asm ADR <Xd>, <label> ``` - `<Xd>`:目标 64 位通用寄存器(如 `x0`, `x1` 等) - `<label>`:代码中的标签名,必须在当前指令 ±1MB 范围内 > ⚠️ 注意:`ADR` 只能用于指向与当前指令在同一代码段且可由 PC 相对寻址到达的位置。 --- ### 🧩 示例代码 ```asm adr x0, hello_msg ; 将标签 hello_msg 的地址加载到 x0 ldr x1, [x0] ; 从该地址读取 8 字节数据 ret hello_msg: .quad 0x48656C6C6F2021 ; "Hello !" 的 ASCII 编码(小端) ``` #### 解释: 1. `adr x0, hello_msg` 计算 `hello_msg` 标签所在地址(相对于当前 `ADR` 指令的 PC),并存入 `x0`。 2. `ldr x1, [x0]` 从该地址读取 8 字节数据。 3. 程序返回。 这类似于 C 中的: ```c char *msg = "Hello !"; ``` 只不过这里手动获取了数据地址。 --- ### 🔍 工作原理 ARM64 使用精简指令集(RISC),所有指令都是固定长度(4 字节)。`ADR` 指令在编码时会嵌入一个 **有符号的立即数偏移量**(以 4KB 对齐单位压缩),然后在运行时通过以下方式计算地址: ```text Xn = PC + (signed_imm << 0) ; ADR 实际上是 imm × 1(字节粒度) ``` 但由于指令长度限制,实际支持范围为 **±1MB**。 例如: ```asm ADR x0, .+8 ``` 表示:“将当前 PC + 8 的地址加载到 `x0`”。 --- ### ⚖️ ADR vs ADRP vs LDR(相对寻址) | 指令 | 功能 | 寻址范围 | 是否修改 PC | 典型用途 | |------|------|-----------|-------------|----------| | `ADR` | 精确 PC 相对地址 | ±1MB | 否 | 获取附近 label 地址 | | `ADRP` | 页基址(4KB 对齐) | ±4GB | 否 | 大范围数据寻址 | | `LDR <reg>, =<symbol>` | 伪指令,加载常量或地址 | 任意 | 否 | 加载全局符号或常量 | #### 示例对比: ```asm ; 方法1: 使用 ADR(短距离) adr x0, local_data ldr w1, [x0] local_data: .word 123 ; 方法2: 使用 ADRP + ADD(长距离) adrp x0, global_var add x0, x0, :lo12:global_var ; 加上低12位偏移 ldr w1, [x0] global_var: .word 456 ``` --- ### 💡 常见用途 1. **位置无关代码(PIC)开发** - 不依赖绝对地址,适合共享库和操作系统内核 2. **跳转表构建** ```asm adr x0, jump_table ldr x1, [x0, x2, lsl #3] ; 根据索引查表 br x1 ``` 3. **字符串/常量访问** ```asm adr x0, msg bl printf ... msg: .asciz "Hello, world!" ``` --- ### ❗注意事项 - `ADR` 的 label 必须在 ±1MB 内,否则汇编器报错(如 `out of range`)。 - 不能用于外部链接符号(应使用 `ADRP` 或链接器重定位)。 - `ADR` 是 **真指令**,不是伪指令,直接编码进机器码。 - 编译器通常自动选择最合适的寻址方式(`ADR`, `ADRP`, 或文字池 `LDR`)。 ---
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