LDR 和 ADR 彻底详解

0.什么是位指令？

答：伪指令（Pseudo instruction）是用于告诉汇编程序如何进行汇编的指令。它既不控制机器的操作也不被汇编成机器代码，

只能为汇编程序所识别并指导汇编如何进行。

1.LDR 大范围的地址读取伪指令(当有=号时为伪指令)

LDR 伪指令将一个32位的常数或者一个地址值读取到寄存器中。

语法格式

LDR{cond}  register,={expr | label -expr}

其中，cond为可选的指令执行条件

register 为目标寄存器

expr 为32位的常量。编译器将根据expr的取值情况，决定如果处理LDR指令

①当expr表示的地址值没有超过MOV或MVN指令中的地址取值范围时，编译器用适当的MOV或MVN指令翻译LDR 指令

②当expr表示的地址值超过了MOV或者MVN指令中的地址取值范围时，编译器将该常数放在数据缓冲区中，同时用一条

基于PC的LDR指令读取该常数

也就是说，LDR伪指令要么翻译为MOV指令，要么翻译为LDR指令

label -expr为基于PC的地址表达式或者是外部表达式

①当label -expr为基于PC的地址表达式时，编译器将label -expr表示的数值放在数据缓冲区中，同时用一条基于PC的

LDR指令读取该数值

②当label -expr为外部表达式，或者非当前段的表达式时，汇编编译器将在目标文件中插入连接重定位伪操作，这样链

接器将在链接时生成该地址

使用说明

    LDR伪指令主要有以下两种用途

①当需要读取到寄存器中的数据超过了MOV或MVN指令可以操作的范围时，可以使用LDR伪指令将数据读取到该寄存器中

②将一个基于PC的地址值或者外部的地址值读取到寄存器中。由于这种地址是在链接时确定的，所以这种代码不是位置无关的。

同时LDR伪指令处的PC值到缓冲区中的目标数据所在的地址的偏移量要小于4KB

示例

        例1 将0xff0读取到R1中

 LDR R1,=0xff0

 汇编后将会得到

 MOV R1,0xff0

例2 将0xfff读取到R1中

  LDR R1,=0xfff

  汇编后将会得到

  LCD R1,[PC,OFFSET_TO_LPOOL]

   ...

  LPOOL DCD 0xFFF

例3 将外部地址ADDR1读到R1中

  LDR R1,=ADDR1

  汇编后将会得到

  LDR R1,[PC,OFFSET_TO_LPOOL]

   ...

  LPOOL DCD ADDR1

实验

    1.在keil-MDK中编写如下代码

注：代码是下载到内存运行的，地址为0x3000,0000

     AREA Init, CODE ,READONLY
     ENTRY
 _start
     ldr r0,copy   ;这里是ldr指令，用于获取copy标号对应地址的内容
     ldr r0,=copy  ;这里是ldr伪指令，用于获取copy标号的绝对地址
     mov r1,r0
     mov r1,r0
 copy
     mov r0,r0
     mov r0,r0
 test1
     b test1

     END

经过反汇编得到的结果如下

       :     ldr r0,copy
  0x30000000  E59F0008  LDR       R0,[PC,#0x0008];此处R0中装的值应为地址值为(PC值+0x0008)指向的内容,PC指针值为
                                                  ;0x3000,0000 + 8,即地址值为0x3100,0010,内容为E1A00000

       :     ldr r0,=copy                       ;这是一条伪指令，这一条指令被翻译成了两条语句，一条是在END后
  0x30000004  E59F0010  LDR       R0,[PC,#0x0010];定义了一个变量值，另一条是读取这个变量值，地址为
       :         mov r1,r0                      ;0x3000,0004 + 8 + 0x10 = 0x3000,001c  此工程的最后一条指令地
  0x30000008  E1A01000  MOV       R1,R0          ;址为0x3000,0018 ,即END其实并不表示汇编程序的结尾
       :         mov r1,r0
       : copy                                   ;在ARM汇编中，标号没有实际的意义
  0x3000000C  E1A01000  MOV       R1,R0          ;注意这里，KEIL反汇编的一个缺陷，看了半天才看懂，copy标号的
      :     mov r0,r0                          ;地址实际应为0x3000,0010,KEIL把copy 和上一条指令mov r1,r0连在
 0x30000010  E1A00000  NOP                      ;一起进行翻译了
     :         mov r0,r0
     : test1
 0x30000014  E1A00000  NOP
     :     b test1
 0x30000018  EAFFFFFE  B         0x30000018

2.ADR(小范围的地址读取指令)

该指令将基于PC的地址值或者基于寄存器的地址值读取到寄存器中

语法格式

ADR{cond} register,expr

expr 为基于PC或者寄存器的地址表达式，其取值范围如下

①当地址值不是字对齐的，其取值范围为 -255 ~ 255

②当地址值是字对齐的，其取值范围为 -1020 ~ 1020

使用说明

在汇编程序处理源程序时，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指令或者SUB指令来实现

该伪指令的功能。

如果不能用一条指令来实现ADR伪指令的功能，编译器将报错

因为ADR伪指令中的地址基于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伪指令必须在同一代码段中

示例

 start
     MOV r0,#     ; 因为PC值为当前指令地址加8字节
     ADR r4,start   ; 本ADR伪指令将被编译替换成 SUB r4,pc,#0xc

实验

     AREA Init, CODE ,READONLY
     ENTRY
 _start
     adr r0,copy
     mov r1,r0
     mov r1,r0
 copy
     mov r0,r0
     mov r0,r0
 test1
     b test1

     END

经过反汇编后

     :     adr r0,copy
0x30000000  E28F0004  ADD       R0,PC,#0x00000004  ;R0 = 0x3000,0000 + 8 + 0x04 = 0x3000000c,正好是copy标号的地址
     :         mov r1,r0
0x30000004  E1A01000  MOV       R1,R0
     :         mov r1,r0
     : copy
0x30000008  E1A01000  MOV       R1,R0
     :     mov r0,r0
0x3000000C  E1A00000  NOP
     :         mov r0,r0
    : test1
0x30000010  E1A00000  NOP
    :     b test1
0x30000014  EAFFFFFE  B         0x30000014