armv7-m 裸机 ldr/str 符号内存

Question

所以我知道关于 ldr/str 的问题数不胜数。也许这是另一个转折（不太可能）或者我只是遗漏了一些东西（更有可能。）

所以这是裸机，我想 load/store 内存中的一些变量。因为我坚持要给它起个名字。天真地我可以写：

.section .bss
var: .word 0

.section .text
str r0, var

（有一个自定义链接描述文件，将 .bss 放入 ram，将 .text 放入 flash）

当然这是行不通的，因为指令是 32 位的，只能用于一些较小的立即数。我正在谈论的指令存在于 0x8000000+x 的闪存中，变量将存储在 0x20000000+y 中某处的内存中。

手动我知道很多解决这个问题的方法：

将变量地址存储在常量中 (varaddr: .word 0x2001234; ldr r1, [pc,#varaddr]; str r0, [r1])
在寄存器中加载 ram-base 并对其进行相对寻址 (ldr r1, #0x20000000; str r0, [r1,#varoffset])
算术构造地址(mov r1, #0x2000000; add r1, #offset / orr / movw / movt something)
当然还有很多

这些变体中的每一个都有效，但这些变体中没有一个让我使用我真正想使用的标签。

所以我在这里错过了什么。我对链接描述文件和标签的想法是假的吗？是否有一些我没有看到的汇编程序功能？完全不同的东西？

Answer 1

在静态存储中为变量使用符号名称的一种方法是为变量定义一个结构。这允许您将结构的基地址加载到寄存器中，然后使用相对于基地址的符号名称访问结构成员。例如，您可以这样做：

        .struct 0          @ start a new structure
foo:    .skip 4            @ length of foo
bar:    .skip 4            @ length of bar
baz:    .skip 4            @ length of baz
len:                       @ total length of the structure

        .section .bss      @ switch to the BSS (uninitialised data) section
        .balign 4          @ align to 4 bytes
variables:
        .space len         @ reserve space for your variables

        .section .text     @ switch to the text (code) section

        ...
        ldr r0, =variables @ load r0 with the base address of your variables
        ldr r1, [r0+#foo]  @ access foo
        str r2, [r0+#bar]  @ access bar
        ldr r3, [r0+#baz]  @ access baz

这几乎是您可以获得的最接近静态存储变量符号名称的名称。如果变量在堆栈上，您可以使用类似的方法，使用帧指针（或堆栈指针）作为基地址。 .struct 的操作数是结构的基地址，您可以为其选择任何您喜欢的值。

至于movw和movt。这些在某些微体系结构上比 ldr ..., =... 提供了微小的性能优势，因为它们不需要将数据提取到文本部分。据我所知，这对 armv7-m 目标没有影响；此外，movw 和 movt 与带有 = 操作数的 ldr 相比消耗两个额外的字节。因此，我建议您坚持使用 ldr 和 = 操作数。 movw和movt的用法是这样的：

        movw r0, :lower16:foo  @ load lower 16 bit of foo's address into r0
        movt r0, :upper16:foo  @ or higher 16 bit of foo's address into r0

这两个必须按此特定顺序发出，因为 movw 清除高 16 位。前缀 :lower16: 和 :upper16: select 适当的重定位类型仅引用符号地址的低 16 位和高 16 位。您可以制作一个宏，使其更易于输入：

        .macro addr reg, sym
        movw \reg, :lower16:\sym
        movt \reg, :upper16:\sym
        .endm

这允许你写

        addr r0, foo

生成前面提到的 movw 和 movt 对。

armv7-m 裸机 ldr/str 符号内存

armv7-m bare metal ldr/str symbolic memory

assembly

arm

armv7