程序設(shè)計規(guī)范? - ARM處理器的位置無關(guān)程序設(shè)計

　　（1） 程序設(shè)計規(guī)范1

　　引用同一ROPI段或相對位置固定的另一ROPI段中的符號時，必須是基于PC的符號引用，即使用相對于當(dāng)前PC的偏移量來實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)或進(jìn)行常量訪問。

　?、?位置無關(guān)的程序跳轉(zhuǎn)。在ARM匯編程序中，使用相對跳轉(zhuǎn)指令B/BL實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)。指令中所跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址用基于當(dāng)前PC的偏移量來表示，與鏈接時分配給地址標(biāo)號的絕對地址值無關(guān)，因而代碼可以在任何位置進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，實現(xiàn)位置無關(guān)性。

　　另外，還可使用ADR或ADRL偽指令將地址標(biāo)號值讀取到PC中實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)。這是因為ADR或ADRL等偽指令會被編譯器替換為對基于PC的地址值進(jìn)行操作，但這種方式所能讀取的地址范圍較小，并且會因地址值是否為字對齊而異。

　　但在ARM程序中，使用LDR等指令直接將地址標(biāo)號值讀取到PC中實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)不是位置無關(guān)的。例如：　　LDR PC, =main

　　上面的偽指令編譯后的結(jié)果為：　　LDR PC, [PC, OFFSET_TO_LPOOL]

　　?　　??????????????????????????????????????????????????????????? LPOOL

　　DCD main

　　可見，雖然LDR是把基于PC的一個存儲單元LPOOL的內(nèi)容加載到PC中，但該存儲單元中保存的卻是鏈接時所決定的main函數(shù)入口的絕對地址，所以main函數(shù)實際所在的段不是位置無關(guān)。

　　② 位置無關(guān)的常量訪問。在應(yīng)用程序中，經(jīng)常要讀寫相關(guān)寄存器以完成必要的硬件初始化。為增強程序的可讀性，利用EQU偽指令對一些常量進(jìn)行賦值，但在訪問過程中，必須實現(xiàn)位置無關(guān)性。下面以PXA270的GPIO初始化介紹位置無關(guān)的常量訪問方法。

　　GPIO_BASE EQU 0x40e00000;　GPIO基址寄存器地址

　　GPDR0 EQU 0x00c; 相對于GPIO基址寄存器的偏移量

　　init_GPDR0 EQU 0xfffbfe00; 寄存器GPDR0初值

　　LDR R1, =GPIO_BASE

　　LDR R0, =init_GPDR0

　　STR R0, [R1, #GPDR0]

　　上述匯編代碼段經(jīng)編譯后的結(jié)果為：

　　LDR R1, [PC, OFFSET_TO_GPIO_BASE]

　　LDR R0, [PC, OFFSET_TO_init_GPDR0]

　　STR R0, [R1, #0xc]?

　　GPIO_BASE

　　DCD 0x40e00000

　　GPDR0

　　DCD 0x00c

　　init_GPDR0

　　DCD 0xfffbfe00

　　可見，LDR偽指令實際上使用基于PC的偏移量來對符號常量GPIO_BASE和init_GPDR0進(jìn)行引用，因而是位置無關(guān)的。由此可以得出如下結(jié)論：使用LDR偽指令將一個常量讀取到非PC的其他通用寄存器中可實現(xiàn)位置無關(guān)的常量訪問；但將一個地址值讀取到PC中進(jìn)行程序跳轉(zhuǎn)時，跳轉(zhuǎn)目標(biāo)則是位置相關(guān)的。

　?。?） 程序設(shè)計規(guī)范2

　　其他被ROPI段中的代碼引用的必須是絕對地址，或者是基于可讀寫位置無關(guān)(RWPI)段的靜態(tài)基址寄存器的可寫數(shù)據(jù)。

　　使用絕對地址只能引用被重定位到特定位置的代碼段中的符號，通過在位置無關(guān)代碼中引入絕對地址，可以讓程序跳轉(zhuǎn)到指定位置。例如，假設(shè)Bootloader的階段1將其自身代碼拷貝到鏈接時所指定的SDRAM地址空間后，當(dāng)要跳轉(zhuǎn)到階段2的C程序入口時，可以使用指令“LDR PC, =main”跳轉(zhuǎn)到程序在SDRAM中的main函數(shù)入口地址開始執(zhí)行。這是因為程序在編譯鏈接時給main函數(shù)分派絕對地址，系統(tǒng)通過將main函數(shù)的絕對地址直接賦給PC實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)。如果使用相對跳轉(zhuǎn)指令“B main”，那么只會跳轉(zhuǎn)到啟動ROM內(nèi)部的main函數(shù)入口。

?