ARM下书写位置无关的代码

最新推荐文章于 2025-07-31 13:51:24 发布

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转自：http://blog.youkuaiyun.com/iamshaofa/article/details/7917301

位置无关代码，即该段代码无论放在内存的哪个地址，都能正确运行。究其原因，是因为代码里
没有使用绝对地址，都是相对地址。

位置无关的写法:

(1) B指令

B指令接受一个相对地址，因此在汇编里用B跳转到一个标号时，实际编译的结果是一个相对跳转。
相对地址有个范围限制，即目标不能太远，一般目标放在同一个文件里是肯定可以的。
_start:
b _reset
_reset:
...

(2) BL

BL用于调用函数，也是一个相对跳转

(3) ADR

获取标号的地址，在编译时会使用PC+偏移的方式得到该位置的地址。例如，当TEXT_BASE是0时
SMRDATA可能被放在0x100的位置，当TEXT_BASE为0x30000000时放在0x30000100的位置。使用ADR
总能获取正确的位置，与程序的加载地址无关。
   ADR R0, SMRDATA
SMRDATA:
   .word 0x22111120
   .word 0x00002F50
   .word 0x00000700
(相应的, LDR Rn, =LABEL是位置相关的)

(4) LDR

当加标号时，LDR可以用于伪指令，也可以真指令。
真指令: (标号前不加=号，表示取标号处的值)
LDR R0, SDRDATA
实际被编译为LDR R0, [PC, #NN]，其中NN是目标的相对距离

伪指令: (标号前加=号，取标号的地址)
LDR R0, = SDRDATA
实际编译的时候的时候，会在某位置存处SDRDATA的值，然后用一个LDR取出来。
显然，用LDR时，加不加=号有很大区别。
无=号：取该标号处的值，位置无关
有=号：取该标号的地址，位置相关

举例分析

例1：中断向量跳转

_start:
   b       reset
   ldr   pc, _undefined_instruction
   ldr   pc, _software_interrupt
   ldr   pc, _prefetch_abort
   ldr   pc, _data_abort
   ldr   pc, _not_used
   ldr   pc, _irq
   ldr   pc, _fiq

_undefined_instruction:   .word undefined_instruction
_software_interrupt:   .word software_interrupt
_prefetch_abort:   .word prefetch_abort
_data_abort:       .word data_abort
_not_used:       .word not_used
_irq:           .word irq
_fiq:           .word fiq
其中，
ldr pc, _irq，由于没加=号，表示取值_irq处的值放在pc里 (位置无关)
_irq: .word irq ，表示_irq存放的值是irq的绝对地址(位置有关)

例2:

bl main ; 位置无关
ldr pc, =main; 把main的地址放在pc，位置相关

例3: 静态变量

_MAGIC_NUM:
.word 0x12345678
取值
LDR R0, _MAGIC_NUM ; 位置无关

例4: 存放标号绝对地址(绝对地址是编译的时候已经固定)

_OS_Running_p:
.word OS_Runing
则_OS_Running_p存放的是标号OS_Running的绝对地址

例5: 显式LDR和隐式LDR

以给某C中的变量的g_num赋值为例
(1) 使用伪指令LDR，即为隐式
   LDR R0, =g_num    @取g_num的地址到R0
   MOV R1, #10
            STR R1, R0
(2) 显式赋值
先定义一个变量p_g_num，用于保存g_num的地址
p_g_num:
   .word   g_num   @ g_num的绝对地址
然后赋值
   LDR R0, p_g_num
   MOV R1, #10
   STR R1, R0
显然，两者其实一样，伪指令被展开后其实就是(2)的样子。
不同点在于：在多次引用的时候，如果使用伪指令，则会有多个临时定义。所以，
在多次引用的时候应该使用显式定义。

例6: 使用LinkScript中的变量

这种情形和例5相同
1) LinkScript中定义了两个位置
{
   __bss_start = .;
   .bss : { *(.bss) }
   _end = .;
}
2) 定义两个变量，用于存处这两个位置
.globl _bss_start
_bss_start:
   .word __bss_start

.globl _bss_end
_bss_end:
   .word _end
3) 使用这两个位置
   ldr   r0, _bss_start       /* find start of bss segment        */
   ldr   r1, _bss_end       /* stop here                        */

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