汇编指令-位置无关码(BL)与绝对位置码(LDR)(2)

位置无关码

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。

位置相关码

即它的地址与代码处于的位置相关，是绝对地址

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BL :带链接分支跳转指令，也是位置无关码（相对位置），用于调用函数用的。

B:分支跳转指令，指目标不能太远，一般用于同一个文件下的目标地址跳转。

LDR:通常都是作加载指令的，但是它也可以作伪指令，通常有两种不同的表示:

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1）LDR pc, =MyHandleIRQ 表示将MyHandleIRQ地址放入pc寄存器中,相当于PC=MyHandleIRQ 。

例如:

1. LDR r0,=label    //用于加载立即数或一个地址值到指定寄存器中

//如果label是立即数: LDR r0,=0X123 ;将0X123存入r0中

//如果name是个标识符: LDR r0,=label_1 ;将label_1所指向的地址值存入r0中

2）LDR PC，MyHandleIRQ 表示将 MyHandleIRQ地址中的值放入pc寄存器中，类似于C语言中的指针形式，相当于PC=*(MyHandleIRQ )。

例如:

• LDR r0,[r1]        //将R1中的值存到r0中
• LDR r1,[r2,#16]     //将(r2+16)地址中的内容存到r1中
• LDR r1,[r2],#4      //将r2地址中的内容存到r1中,同时r2=r2+4

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实例:

 Reset:
     ldr sp, =           @ 设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈
     bl  disable_watch_dog   @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
     // bl是位置无关码，相当于：PCnew = PC + 偏移
     //                         PCnew = (4+8) + 0x28 = 0x34

     //ldr pc, =disable_watch_dog  /* 这样写将出错 */

     bl  clock_init          @ 设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLK
     bl  memsetup            @ 设置存储控制器以使用SDRAM
     bl  copy_steppingstone_to_sdram     @ 复制代码到SDRAM中
     ldr pc, =on_sdram                   @ 跳到SDRAM中继续执行
 on_sdram:
     ldr sp, =0x34000000     @ 设置栈指针
     ldr lr, =halt_loop      @ 设置返回地址
     ldr pc, =main           @ 调用main函数
 halt_loop:
     b   halt_loop

链接脚本如下，链接地址在0X30000000:

 SECTIONS {
     . = 0x30000000;
     .text          :   { *(.text) }
     .rodata ALIGN() : {*(.rodata)}
     .data ALIGN() : { *(.data) }
     .bss ALIGN()  : { *(.bss)  *(COMMON) }
 }

反汇编如下:

  <_start>:
 :    e3a0da01     mov    sp, #    ; 0x1000
 :    eb00000a     bl     <disable_watch_dog>
 :    eb00000d     bl     <clock_init>
 3000000c:    eb000026     bl    300000ac <memsetup>
 :    eb000040     bl     <copy_steppingstone_to_sdram>
 :    e59ff00c     ldr    pc, [pc, #]    ;  <.text+0x28>

  <on_sdram>:
 :    e3a0d30d     mov    sp, #    ; 0x34000000
 3000001c:    e59fe008     ldr    lr, [pc, #]    ; 3000002c <.text+0x2c>
 :    e59ff008     ldr    pc, [pc, #]    ;  <.text+0x30>

  <halt_loop>:
 :    eafffffe     b     <halt_loop>
 :         andcc    r0, r0, r8, lsl r0
 3000002c:         andcc    r0, r0, r4, lsr #
 :         andcc    r0, r0, r0, lsl #

  <disable_watch_dog>:
   ...  ...

从反汇编中可以看出当执行ldr pc, =on_sdram 时的反汇编是 ldr pc, [pc, #12] ; 相当于pc=*(pc+12)=30000018,此时的*(pc+12)是指的pc+12地址所指的地址，所以无论pc怎么变都是指的30000018这个常量来执行on_sdram，属于绝对转移。

执行  bl  disable_watch_dog  时，地址0X30000004跳转到0X30000034.这里的0X30000034是通过机器码算出来的，机器码格式如下图所示:

其中[31:28]位是条件码；[27:24]位为“1010”（0xeaffffff）时，表示B跳转指令，为“1011”时，表示BL跳转指令；[23:0]表示偏移地址。

从反汇编中可以看到 bl  disable_watch_dog  的机器码是eb00000a ,二进制为1110 1011 000000000000000000001010。

其中1110表示无条件执行，接下的1011就是BL指令，如L==0则就表示B指令，剩下的Offset就是链接位。

BL指令的跳转地址计算：

1.如上图所示，先将24位Offset补码左移两位，得到 =0X28

2.由于ARM流水线,当前PC永远等于PC+8，所以PC=PC+0X28+8=0X30000004+0X28+=0X30000034。

若这里的PC值为其它值，算出来的转移地址也会随之改变，所以BL指令为地址无关码，跳转地址与位置无关。

 注：ARM9是3级流水线，也就是PC处理时正在执行第1条指令的同时对第2条指令进行译码，并将第3条指令从存储器中取出，如下图所示，PC总是指向第3条指令取值的地方。