ARM编程进阶之一-ARM汇编伪指令

到目前为止，我们已经具备编写较为复杂的ARM汇编程序的能力，但要编写较为复杂且实用的程序，我们就不得不掌握ARM汇编的伪指令（pseudo-instruction）。千万别把汇编伪操作（directive）与汇编伪指令（pseudo-instruction）弄混了，directive不会被编译器编译为机器指令，但pseudo-instruction会。而pseudo-instruction与指令（instruction）的区别在于，1条instruction与1条机器指令对应，而编译器会把1条pseudo-instruction编译为1条或多条机器指令。

ARM汇编伪指令共4条：ldr、adr、adrl、nop

1、ldr

首先我们来回答“基本寻址模式与基本指令”一文中提出的问题。“如果我们需要mov r0, #10000这样的指令，应该怎么办？（常数10000不能在机器指令32bit中的低12bit中被表示出来）”。当你进行编译的时候，“Error：All70E”的错误就会出现，如下图。

其实，这个问题很容易解决，只需要将mov r0, #10000换为ldr r0, =10000即可。为什么这样就可以了呢？因为，这里的ldr r0, =10000并非我们已经学过的ldr指令，而是一条伪指令，编译器会将这条伪指令替换为：

ldr r0, [pc, #-4]
DCD 10000

DCD所分配的内存空间中存放了整数10000，该内存空间被称为literal pool，中文名称“文字池”。由于整个程序都是由编译器编译的（包括文字池的分配），所以很显然编译器能够知道ldr指令在内存中的地址与文字池在内存中的位置之间的偏移量，因此编译器就可以正确地使用以pc为基址，采用相对寻址的ldr指令将文字池中的数取出加载到寄存器r0中。由此可见，编译器对于ldr r0, =10000这条伪指令的处理，其实质是：

在汇编源程序时，LDR伪指令被编译器替换成一条合适的指令和存放常数的文字池。汇编器将常量放入文字池，并使用一条程序相对偏移的LDR指令从文字池读出常量。

由于，4byte可以存放任何int型整数，这样一来，常数就可以是任何int型整数，而不再受制于12bit的限制。当然此时的常数是存放在内存中的，而不是存放在机器指令的32bit编码中的。

额外说明：

a）、ldr r0, [pc, #-4]中是-4，而不是+4，是由于流水线的原因（参见“流水线对PC值的影响”一文）。今后对于流水线的这种影响，我将不再予以特别说明。

b）、从指令位置到文字池的偏移量必须小于4KB

c）、从语法上来看，与ARM指令的LDR相比，伪指令LDR的参数有“=”号，没有“#”号

d）、如果常数能够被12bit表示出来，例如：ldr r0, =0x100，那么，编译器对该伪指令的处理，是使用MOV（或者MVN）指令代替该LDR伪指令，例如：mov r0, #0x100，而不会采用ldr指令+文字池的方式。

除了 ldr 寄存器, =常数 这种形式外，还有ldr 寄存器, =标号 这种形式也经常被使用，下面我就来讲解这种形式的ldr伪指令。

由上图可见：ldr pc, =InitStack这条伪指令的作用是将标号InitStack所代表的地址赋予pc。 这里会使我们产生几个疑问：

a）、为什么不使用bl InitStack，而要使用ldr pc, =InitStack？

这是因为bl指令的跳转范围是正负32M，而InitStack所代表的位置有可能距离ldr pc, =InitStack超过32M，此时bl就无能为力了。竟然存在这么大范围跳转的程序（这似乎意味着编译出来的二进制可执行文件的大小会操作32M），这一点似乎令我们感到非常震惊。事实上是：大小超过32M的可执行程序的确几乎不可能出现，但即使是很小的二进制程序中也可能进行大范围（超过32M）的跳转，这一点在bootloader程序中几乎是必然的。

b）、编译器是如何得出InitStack所代表的地址是0x64？

编译器知道MOV R0, LR这条指令相对于整个程序的第1条指令的偏移量为0x64；同时又知道这个程序将来在内存中的运行地址为0x0，所以编译器在编译的时候（不是程序运行的时候）就可以确定InitStack所代表的地址为0x64+0x0=0x64。那么编译器又是如何知道“程序将来在内存中的运行地址”的呢？其实，这个“程序将来在内存中的运行地址”，我通常称它为“程序的期望运行地址”，简称“运行地址”，以后我也将这样称呼它。它其实是在编译程序前由程序员告知编译器的。

c）、如果将来程序并没有运行在它的运行地址处，很显然这个程序就会出问题。如何解决？

出问题的原因，显然是由于ldr伪指令使用的绝对地址。所以，解决的办法就是使用相对地址，进行相对寻址。这就要用到我们下面要介绍的另一条伪指令adr

2、adr

ADR伪指令的作用与LDR伪指令的作用相同，都是将标号所代表