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位置无关码(BL)与绝对位置码(LDR)

2024-10-17 14:50:39   216人阅读

BL :带连接分支跳转指令，也是位置无关码（相对位置），一般用于带返回的子程序跳转，B指令是用于无返回的跳转。

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: 

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

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 )。
 
实例:
 1 Reset:                  
 2     ldr sp, =4096           @ 设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈
 3     bl  disable_watch_dog   @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
 4     // bl是位置无关码，相当于：PCnew = PC + 偏移
 5     //                         PCnew = (4+8) + 0x28 = 0x34
 6     
 7     //ldr pc, =disable_watch_dog  /* 这样写将出错 */
 8     
 9     bl  clock_init          @ 设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLK
10     bl  memsetup            @ 设置存储控制器以使用SDRAM
11     bl  copy_steppingstone_to_sdram     @ 复制代码到SDRAM中
12     ldr pc, =on_sdram                   @ 跳到SDRAM中继续执行
13 on_sdram:
14     ldr sp, =0x34000000     @ 设置栈指针
15     ldr lr, =halt_loop      @ 设置返回地址
16     ldr pc, =main           @ 调用main函数
17 halt_loop:
18     b   halt_loop

链接脚本如下，链接地址在0X30000000:

1 SECTIONS {
2     . = 0x30000000;
3     .text          :   { *(.text) }
4     .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata)} 
5     .data ALIGN(4) : { *(.data) }
6     .bss ALIGN(4)  : { *(.bss)  *(COMMON) }
7 }

反汇编如下:

 1 30000000 <_start>:
 2 30000000:    e3a0da01     mov    sp, #4096    ; 0x1000
 3 30000004:    eb00000a     bl    30000034 <disable_watch_dog>
 4 30000008:    eb00000d     bl    30000044 <clock_init>
 5 3000000c:    eb000026     bl    300000ac <memsetup>
 6 30000010:    eb000040     bl    30000118 <copy_steppingstone_to_sdram>
 7 30000014:    e59ff00c     ldr    pc, [pc, #12]    ; 30000028 <.text+0x28>
 8 
 9 30000018 <on_sdram>:
10 30000018:    e3a0d30d     mov    sp, #872415232    ; 0x34000000
11 3000001c:    e59fe008     ldr    lr, [pc, #8]    ; 3000002c <.text+0x2c>
12 30000020:    e59ff008     ldr    pc, [pc, #8]    ; 30000030 <.text+0x30>
13 
14 30000024 <halt_loop>:
15 30000024:    eafffffe     b    30000024 <halt_loop>
16 30000028:    30000018     andcc    r0, r0, r8, lsl r0
17 3000002c:    30000024     andcc    r0, r0, r4, lsr #32
18 30000030:    30000200     andcc    r0, r0, r0, lsl #4
19 
20 30000034 <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:

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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000000000000000000001010 00 =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+8=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。

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