Question

我的问题非常基本。我正在使用汇编程序制作我的第一个裸机程序。该架构是ARMv7-M，我正在使用GNU，我正在用UAL编写。

我在.bss（或.data，无关紧要）中有一个变量声明如下：

.lcomm a_variable, 4

然后我想在程序的某处读取它的值。为此，我首先将其地址加载到寄存器中，然后将变量本身的值加载到另一个寄存器中：

adr     r0, a_variable
ldr     r1, [r0, #0]

到目前为止一切顺利。编译对象包含我的 a_variable 符号：

00000000 b a_variable

生成的指令如下所示：

0:  f2af 0004   subw    r0, pc, #4
4:  6801        ldr     r1, [r0, #0]

当我想将对象链接到结果图像时，

问题开始。 ld将 a_variable 符号重新定位到新地址的最终.bss部分：

20001074 b a_variable

但是最终代码保持不变，程序确实尝试从地址0x0读取 a_variable ，但不是从0x20001074读取。

我希望ld以某种方式替换新地址，因为当你链接由GCC编译的对象时它似乎会这样做。我的意思是如果我写一段C代码做类似的事情：

static int a_variable;
void foo(void)
{
    a_variable = 5;
}

...然后我在目标文件中得到以下说明：

0:  f240 0300   movw    r3, #0
4:  f2c0 0300   movt    r3, #0
8:  2005        movs    r0, #5
a:  6018        str r0, [r3, #0]

...但最终图片看起来像这样：

800c:       f242 338c       movw    r3, #9100       ; 0x238c
8010:       f2c0 0301       movt    r3, #1
8014:       2005            movs    r0, #5
8016:       6018            str     r0, [r3, #0]

所以ld似乎已经替换了左边的占位符的实际地址。

我的问题是为什么在手写汇编代码的情况下这不起作用？我错过了什么？

Answer 1

ADR指令仅在与同一部分和源文件中定义的附近符号（Thumb2模式下为+/- 4095）一起使用时才有效。 GNU汇编器应该在引用其他部分中的符号时出错。在ARM模式下，您的代码会生成Error: symbol .bss is in a different section错误，但显然GAS在Thumb模式下处理ADR指令的方式存在一个错误，导致它无声地接受它。

相反，您可以使用LDR或MOVW / MOVT指令将任意32位常量（包括地址）加载到寄存器中。 LDR指令将地址放入常量池并从那里加载，而MOVW / MOVT指令分两步形成常量，就像编译器一样。前一条指令只需要6个字节（2个用于指令，4个用于常量），后两个指令占用8个字节。例如：

    .syntax unified
    .arch armv7-m
    .code 16

    .bss
    .lcomm a_variable, 4

    .text

    ldr     r1, =a_variable
    movw    r2, #:lower16:a_variable
    movt    r2, #:upper16:a_variable

在组装，链接和拆卸时，会给出：

$ arm-linux-gnueabi-as -o test.o test.s
$ arm-linux-gnueabi-ld -Tbss=f0000000 test.o
arm-linux-gnueabi-ld: warning: cannot find entry symbol _start; defaulting to 0000000000010074
$ arm-linux-gnueabi-objdump -d a.out
...    
00010074 <.text>:
   10074:       4902            ldr     r1, [pc, #8]    ; (10080 <__bss_start-0x10f80>)
   10076:       f240 0200       movw    r2, #0
   1007a:       f2cf 0200       movt    r2, #61440      ; 0xf000
   1007e:       0000            movs    r0, r0
   10080:       f0000000        .word   0xf0000000

GNU as：如何将.bss / .data符号加载到寄存器中？

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