logo标签列表

如何在ARM汇编中编写基于PC的相对寻址？

assemblyarm
7

我正在使用GNU AS汇编器，试图编写一个位置无关的二进制文件，但在编写外部符号的PC相对地址时遇到了一些问题。通常情况下，可以使用以下代码加载相对地址：

adr r0, symbol

但是这仅适用于在汇编文件中定义在同一节中的符号。加载符号的另一种方法是

ldr r0, =symbol

该代码将符号的绝对地址存储在常量中，并从那里以PC相对方式加载它。 因此，您可以获得以下代码：

  48:   e59f0008        ldr     r0, [pc, #8]    ; 58 <text+0xc>
  ...
  58:   00000008        .word   0x00200018
                        58: R_ARM_ABS32 symbol

但我需要的是R_ARM_REL32链接器引用。

我想到的代码是：

tmp1:    ldr    r0, [pc, #tmp2 - tmp1 - 8]
         ldr    r0, [pc, r0]
tmp2:    .word  symbol - tmp1

这将产生以下结果：
0000003c <tmp1>:
  3c:   e59f0000        ldr     r0, [pc]        ; 44 <tmp2>
  40:   e79f0000        ldr     r0, [pc, r0]

00000044 <tmp2>:
  44:   00000008        .word   0x00000008
                        44: R_ARM_REL32 symbol

我几乎可以将它放入宏中，以便于我需要的任何符号重用。但是，我不知道如何告诉汇编程序tmp2需要进入常量块而不是出现在代码中间。
但是，在GNU AS中是否已经存在某些现有的语法或宏来处理这个问题呢？
你尝试过adrl吗？这应该允许更大的引用，并且您可以使用-fwhole-program。我认为在'C'中，如果没有某种重定位（如plt、glt等），您无法做到这一点。通常，'C'认为您可以像访问全局变量等一样做事情。对于ARM ABI，*.text和.data*可能相距很远，编译器需要支持此功能。还有这个问题。话虽如此，u-boot使用'sb'来实现这一点。 - artless noise
boot.S:49: 错误：符号符号在不同的段中 - Goswin von Brederlow
一个 R_ARM_REL32 最终将被列在 .dyn.rel 部分（使用我的链接器标志）。在开始时，必须确定代码所在位置和应该在哪里之间的偏移量，然后将该偏移量添加到 .dyn.rel 中列出的所有地址中以修复问题。这个部分可能会相距很远，因此需要额外的 32 位值，并且 immediates 不起作用。 - Goswin von Brederlow
3个回答
1

ARMv8

请注意，在ARMv8中，PC不能像ARMv7那样被视为常规寄存器。

但是，对于ldr，有一种特殊的基于PC相对的编码称为“LDR（文字）”，其语法如下：

    ldr x0, pc_relative_ldr
    b 1f
pc_relative_ldr:
    .quad 0x123456789ABCDEF0
1:

GitHub upstream。

尝试使用旧的“LDR（寄存器）”语法，如：

ldr x0, [pc]

失败并显示如下错误：

64-bit integer or SP register expected at operand 2 -- `ldr x0,[pc]'

由于某些原因，str 没有相应的 PC 相关编码。我认为您只需使用 adr + "STR（寄存器）"，例如：

    adr x1, pc_relative_str
    ldr x0, pc_relative_ldr
    str x0, [x1]
    ldr x0, pc_relative_str
.data
pc_relative_str:
    .quad 0x0000000000000000

GitHub upstream。

adr 会将 PC 相关地址加载到寄存器中。

如果您需要更长的跳转，您可能还会对 ADRP 感兴趣，请参见：ARM 汇编语言中 ADRP 和 ADRL 指令的语义是什么？

0
不要明确地定义这个词。可以考虑这样写：
  .text                                                                          
1:  ldr   r0, =symbol-1b                                                         
    ldr   r0, [pc, r0]
这会得到类似的结果：
[~] dev% ~/ellcc/bin/ecc-objdump -d test.o
test.o:     file format elf32-bigarm
Disassembly of section .text:
00000000 <.text>:
   0:   e59f0000        ldr     r0, [pc]        ; 8 <.text+0x8>
   4:   e79f0000        ldr     r0, [pc, r0]compatable
   8:   00000008        .word   0x00000008

使用正确的重定位：

RELOCATION RECORDS FOR [.text]:                                                  
OFFSET   TYPE              VALUE 
00000008 R_ARM_REL32       symbol

重新定位的单词将被放置在您的代码之后的某个位置。

注意：我使用clang的集成汇编器组装了这个。我假设GNU也会处理相同的事情，因为他们试图实现bug对bug兼容。

[编辑] 不幸的是，正如Jester在评论中提到的那样，这在GNU as中不起作用。我以前从未见过clang的集成汇编器做了GNU汇编器无法处理的事情的例子。

很不幸，GNU的as不喜欢它，它抱怨它不是一个常量。我的版本是2.18.50。我也想建议这个... - Jester
@Jester：你说得没错。我刚用我的2.25 GNU汇编器试了一下。 - Richard Pennington
这是我尝试的第一件事。让我惊讶的是它不起作用。 - Goswin von Brederlow
1
已经为binutils开了一个关于此问题的bug：https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=18009 - Goswin von Brederlow
-1
你需要做的是将一个地址通过movw和movt指令加载到寄存器中，然后相对于PC使用ldr指令。挑战在于所加载的地址需要进行预校正以便进行PC相对访问。你可以通过在传递给mov指令的常量中进行一些指针运算来实现这一点，方法是从要加载的符号的绝对地址中减去ldr指令的地址（加上一个PC校正因子）。
由于我面前没有汇编器，具体实现留给读者自行练习。
那么，没有纠正术语的情况下是这样的吗？tmp3: movw r0, #((symbol - tmp3) & 0xFFFF); movt r0, #((symbol - tmp3) >> 16)。这将产生以下结果：boot.S:49: Error: constant expression expected -- 'movw r0,#((symbol-tmp3)&0xFFFF)'和boot.S:50: Error: constant expression expected -- 'movt r0,#((symbol-tmp3)>>16)'，“symbol”不是常量，因为它只有在后面由链接器确定。 这限制了您可以使用的数学量。 - Goswin von Brederlow
网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的
可以查看英文原文，
原文链接