ARM Assembly(02)-Load and Store

在介绍寄存器的文章中，已经介绍过了MOV指令的用法，可以将一个立即数#k拷贝到通用寄存器GPRs中。但是MOV指令对立即数的范围限制到0~255，如果想对一个寄存器赋值较大数值，该怎么办呢？另外，如何对RAM进行读写操作呢？本文将对ARM汇编的内存访问指令LDR和STR进行介绍

LDR

LDR指令格式如下

LDR Rd,[Rx]

LDR指令告诉CPU从Rx所指向的一个地址中加载一个字到Rd中。在ARM处理器中，地址是32位的，每个地址对应一个字节的数据宽度，因此LDR会一次性从Rx指向的内存地址连续读取4个字节数据。请看以下例子

LDR R7,[R5]

假设R5的值为0x48000000，内存0x48000000、0x48000001、0x48000002、0x48000003位置的值分别为0xA2、0x45、0x88、0xC3，执行完这条指令后，R7的值将会是0xC38845A2，内存数据和寄存器R7的关系如下图

LDR还有另外一个用法，给一个寄存器赋值立即数，可以解决MOV指令赋值数值范围限制的问题

LDR Rd,=k

该指令将Rd赋值为立即数k，这里的k可以是0x00000000-0xFFFFFFFF的任意值

STR

STR指令格式如下

STR Rx,[Rd]

STR指令告诉CPU将Rx寄存器的内容拷贝到Rd寄存器指向的地址空间。注意STR指令和LDR指令的不同，STR指令操作源在前，目的在后。请看以下例子

STR R3,[R6]

假设R6的值为0x48000200，R3的值为0x41526374，执行完指令后，内存0x48000200、0x48000201、0x48000202、0x48000203位置的值分别为0x41、0x52、0x63、0x74，内存数据和寄存器R7的关系如下图

Example

这里以一个例子结合LDR的内存加载和立即数赋值用法以及STR指令，使用qemu-system-arm和gdb调试的方式，展示LDR和STR的用法

代码如下

gdb连接程序后，单步运行到第8行位置，查看R0和R1寄存器值，以及内存0x48000000内容

可以看到R0值为0x12345678，R1值为0x48000000，内存0x48000000-0x48000003的值都为0

执行第8行指令后，再次查看0x48000000内容

可以看到，内存0x48000000-0x48000003内容变为了0x12345678

单步执行到第13行位置，查看R2的值

R2为0

执行第13行指令后，再次查看R2的值

可以看到，R2的值确实是从0x48000000读取出来的

LDRB

LDR的变种指令

LDRB Rd,[Rx]

LDRB指令告诉CPU从Rx指向的地址拷贝一个字节到Rd寄存器中。指令执行后，Rd寄存器的低字节改变，高24bit清零，如下图所示

STRB

LDR有操作单字节的指令变种，STR同样也有

STRB Rx,[Rd]

STRB指令告诉CPU将Rx寄存器低字节内容拷贝到Rd指向内存位置，高24bit内存数值不变

LDRH

除了操作1个字节外，ARM还提供了一次操作2字节的指令LDRH

LDRH Rd,[Rx]

LDRH指令告诉CPU从Rx指向的内存拷贝2个字节到Rd的低16位，Rd高16位被清零

STRH

STRH Rx,[Rd]

STRH指令告诉CPU存储Rx寄存器的低16位到Rd指向的内存