assembly - ARM 汇编加载 ASCII 内存地址

Question

我正在尝试学习 ARM 汇编，并且计算机生成的 .s 文件中有几行让我感到困惑，主要是这个 block :

.L6:
   .word    .LC0-(.LPIC8+4)
   .word    .LC1-(.LPIC10+4
   .word    .LC0-(.LPIC11+4)

以及它与此 block 的关系:

.LCFI0:
     ldr r3, .L6

.LPIC8:
     add r3, pc

我的最佳猜测告诉我，这是将我的 ascii 字符串(开头)的内存地址加载到 r3 中，但我很困惑这是如何发生的。 .LC0-(.LPIC8+4) 是调用 add r3, pc 的位置与字符串所在位置之间的差异。将 pc 添加到该差异应该最终返回到字符串，但为什么不直接调用

ldr r3, .LC0

而不是拥有这些 .word 的东西和这个尴尬的 ldr/add 对？这是编译器处理此问题的唯一或最佳方法，还是只是编译器用来生成这样的代码的某些通用算法的结果？

另外，什么是

    @ sp needed for prologue

这听起来像是提醒编译器将堆栈指针处理添加到序言中。但我觉得这应该已经发生了，而这不是序幕所在..

下面是大部分汇编代码，其中包含我希望正确的注释(最后有一些调试内容，但它太长了，无法包含在内。

任何人都可以提供的任何帮助将不胜感激!

    .arch armv5te
    .fpu softvfp
.eabi_attribute 20, 1
.eabi_attribute 21, 1
.eabi_attribute 23, 3
.eabi_attribute 24, 1
.eabi_attribute 25, 1
.eabi_attribute 26, 2
.eabi_attribute 30, 2
.eabi_attribute 18, 4
.code   16
.file   "helloneon.c"
.section    .debug_abbrev,"",%progbits
.Ldebug_abbrev0:
    .section    .debug_info,"",%progbits
.Ldebug_info0:
    .section    .debug_line,"",%progbits
.Ldebug_line0:
    .text
.Ltext0:
    .section    .text.main,"ax",%progbits
    .align  2
    .global main
    .code   16
    .thumb_func
    .type   main, %function
main:
    .fnstart
.LFB4:
    .file 1 "jni/helloneon.c"
    .loc 1 4 0
    .save   {r4, lr}
    push    {r4, lr}
.LCFI0:
    .loc 1 4 0
    ldr r3, .L6             ; r3 = char* hello, first position
.LPIC8:
    add r3, pc              ; pc = program counter, r3 += pc?
    .loc 1 3 0
    mov r1, r3              ; r1 = r3
    add r1, r1, #127        ; r1 += 127
.L2:
    .loc 1 10 0             ; r2 = holding an item in char* hello. r3 = pointer to location in hello
    ldrb    r2, [r3]        ; r2 = r3 load next char
    sub r2, r2, #32         ; r2 -=32 subtract 32 to char in register
    strb    r2, [r3]        ; r3 = r2 put uppercase char 
    add r3, r3, #1          ; r3 += 1
    .loc 1 8 0
    cmp r3, r1              ; compare r3, r1
    bne .L2                 ; if not equal, goto L2
    .loc 1 13 0
    ldr r0, .L6+4           ; r0 = 
    ldr r1, .L6+8           ; r1 = 
    .loc 1 16 0
    @ sp needed for prologue
    .loc 1 13 0
.LPIC10:
    add r0, pc              ; r0 += pc
.LPIC11:
    add r1, pc              ; r1 += pc
    bl  printf              ; goto printf
    .loc 1 16 0
    mov r0, #0              ; r0 = 0
    pop {r4, pc}            ; epilogue
.L7:
    .align  2
.L6:
    .word   .LC0-(.LPIC8+4)     ; 
    .word   .LC1-(.LPIC10+4)    ; 
    .word   .LC0-(.LPIC11+4)    ; 
.LFE4:
    .fnend
    .size   main, .-main
    .section    .rodata.str1.4,"aMS",%progbits,1
    .align  2
.LC0:
    .ascii  "helloworldthisismytestprogramtoconvertlowcharstobig"
    .ascii  "charsiamtestingneonandineedaninputofonehundredandtw"
    .ascii  "entyeightcharactersinleng\000"
.LC1:
    .ascii  "%s\000"
    .section    .debug_frame,"",%progbits
.Lframe0:
    .4byte  .LECIE0-.LSCIE0
.LSCIE0:
    .4byte  0xffffffff
    .byte   0x1
    .ascii  "\000"
    .uleb128 0x1
    .sleb128 -4
    .byte   0xe
    .byte   0xc
    .uleb128 0xd
    .uleb128 0x0
    .align  2

这是 C 代码:

#include <stdio.h>

int main()
{
    char* hello = "helloworldthisismytestprogramtoconvertlowcharstobigcharsiamtestingneonandineedaninputofonehundredandtwentyeightcharactersinleng"; // len = 127 + \0
    int i, size = 127;

    for (i = 0; i < size; i++)
    {
        hello[i] -= 32;
    }

    printf("%s", hello);

    return 0;
}

Answer 1

ldr r3, .L6是一条伪指令。它实际上翻译成类似 ldr r3,[pc, #offset] ，其中offset是 LDR 指令与其尝试加载的值的位置之间的内存距离。 ARM 处理器的固定宽度指令意味着您只有这么多位可用于 LDR/STR 指令中的偏移量，这又意味着通过 PC 相关加载加载的值必须存储在与相应加载指令相当接近的位置。/p>

.LC0与 .LPIC8 位于完全不同的部分，因此很可能超出 PC 相关负载的范围。

一些 ARM 汇编器提供 .LTORG指令可用于将文字“池”分散在与代码相同的部分中。例如，这个:

LDR r3,=.LC0   ; note the '='
....
.LTORG

在这样的汇编器中会翻译成这样的东西:

LDR r3,[pc,#offset_to_LC0Value]
....
LC0Value: .word .LC0

在问题中显示的汇编代码中，不仅仅是与 PC 相关的负载；还包括与 PC 相关的负载。正在加载的值也是与 PC 相关的。这样做的原因是为了获得位置无关代码。如果加载并使用绝对地址，则代码将失败，除非从特定的虚拟地址执行。通过与当前 PC 相关的地址访问所有相关数据可以打破这种依赖性。