ARM LDR指令在PC寄存器上的应用

Question

这是我的理解：

• PC寄存器保存下一条指令的指针
• LDR指令将第二个操作数的值加载到第一个操作数中 （例如）

  LDR r0，[pc，0x5678]

  等同于这个“C代码”

  r0 = *(pc + 0x5678)
  

  这是基于偏移量的指针解引用。

我的问题：

我发现这段代码

LDR PC，[PC，-4]

它被注释为猴子补丁等。

我如何理解这段代码

pc = *(pc - 4)

在这种情况下，“pc”寄存器将解引用前一个指令的地址，并包含指令的“机器码”（而不是指令的地址），程序将跳转到该无效地址以继续执行，可能会出现“分段错误”。 那么我缺少什么或者没有理解的地方呢？

让我思考的是LDR指令中第二个操作数的括号。 据我所知，在x86架构中，括号已经解引用了指针，但我无法理解在ARM架构中的含义。

mov r1，0x5678
add r1，pc
mov r0，[r1]

这段代码等效于？

LDR r0，[pc，0x5678]

- l0gg3r

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针对编辑部分：mov不能接受一个内存操作数（ARM是一个加载存储架构），因此该代码是无效的 - 如果第三条指令是ldr r0，[r1]，则等效。 ldr r0，[pc，0x5678]不能编码为单个指令，因为立即数太大了（即它不能由偶数位旋转的8位值表示）。 - Notlikethat

不是那样的，谢谢，这是我的问题。 - l0gg3r

Answer 1

引用自ARM指令集文档（ARM DDI 0029E）第4.9.4节： 当使用R15作为基础寄存器时，必须记住它包含一个地址，该地址与当前指令的地址相差8个字节。 因此，该指令将加载位于当前指令后4个字节处的单词，希望该处包含有效地址。

- Michael

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方括号[]是否已经取消引用pc-4地址？ - l0gg3r

LDR PC,[PC, -4] 的意思是从当前 PC (R15) 减去 4 所形成的地址中加载一个字，并将该值放入 PC 中。因为 PC 比当前指令前进了 8 个字节，所以您将会从 current_instruction_address+8-4 == current_instruction_address+4 加载。 - Michael

谢谢，还有一个问题 [PC, -4] 它是做什么的？是“pc - 4”还是*(pc - 4)？ - l0gg3r

那将是后者。 - Michael

啊，谢谢。我的问题在于LDR指令。我一直以为LDR会在赋值前解引用第二个操作数，但事实证明它只是简单地进行赋值而不解引用，解引用是由括号完成的 :) - l0gg3r

Answer 2

由于ARM架构的一个怪癖，LDR PC, [PC,-4]（假设我们这里讨论的是ARM而不是Thumb）实际上是跳转到存储在紧随其后的单词内存地址的指令。我混淆了ADR和LDR - 如果是ADR，那么上面就是正确的，但这种情况更加简单。现在，它只是一个简单的函数调用跳板。函数地址将作为LDR指令紧随其后的数据单词存储（由链接器设置为某个初始值），可以在运行时仅仅通过重写数据来重新定向分支，而不需要采用自修改的代码。

- Notlikethat

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不是这样的，分支到当前指令不是SUB PC，#-4吗？ - l0gg3r