Arm V8 - ADRP指令

ADRP指令

• 作用
  • 将当前指令所在页的基地址加/减去字节差，并写入目标寄存器
    • 字节差：与目标地址页基地址的间隔字节数，其为PAGE_SIZE的整数倍
    • 此时的字节差就是指令所操作的立即数
  • 该指令通常配合add指令来向目标寄存器写入完整的地址
  • 最后通过br、blr实现长跳转

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• 字节码对应关系
  • Adrp指令字节码案例
    • 0x90 0xFF 0xFF 0xE1
  • 对应二进制
    • 1001 0000 1111 1111 1111 1111 1110 0001
  • 寄存器位 4-0
    • 0 0001 -> 表示x1寄存器
    • 如果是 0 0000 -> 则表示x0寄存器
    • 以此类推
      • 0 0010 -> x2
      • 0 0011 -> x3
      • n nnnn -> x...
  • 立即数位（高19位） 23-5
    • 1111 1111 1111 1111 111
  • adr指令位 28-24
    • 10000
    • 至于为什么是adr指令位而不是adrp指令位，是因为我发现两者是相同的
    • adr与adrp的差异在于第31位是否为1
  • 立即数位（低2位） 30-29
    • 00
  • 64位操作位 31
    • 1
    • 当该位为1时表示adrp指令，当为0时表示adr指令
• 对照表

   1    00      10000  1111 1111 1111 1111 111   00001
  |31| 30-29  | 28-24 | 23-5                    | 4-0 |
  |sf| immlo  |       | immhi                   | rd  |

ADRP指令操作数的推导过程

• 在armv8指令手册中是这么写的
  • SignExtend(immhi:immlo:Zeros(12), 64);
• 字面理解就是
  • 有符号扩展（操作数高位：操作数低位：12个0，总长64位）
• 根据上述案例配合表达式进行计算
  • 拼接结果
    • = 1111 1111 1111 1111 111 00 0000 0000 0000
    • = 0x1 FFFF C000
  • 符号扩展步骤及结果
    • = 0x1 FFFF C000 << 31 >>31
    • = 0xFFFF FFFF FFFF C000
    • = -16384
  • 也就是说，要在当前指令所在页基地址基础上减去16384字节
  • -16384/PAGE_SIZE = -4， 也就是4页的大小