ARM64基础8：A64其他常用指令

绝地灬酷狼 2022-09-08 12:59 439阅读 0赞

# 1.加载指令(PC相对地址) #

ADR: 加载PC相对地址的label地址，范围+/- 1MB;  
ADRP: 加载PC相对地址，label地址，并且4KB对齐，范围+/- 4GB;

/* others inst */
    
    .align 3
    .global my_test_data
    my_test_data:
    	.dword 0x12345678abcdeeff
    
    .global adrp_test
    adrp_test:
    	adr x0, my_test_data
    
    	adrp x1, my_test_data   //4KB align
    	add x2, x1,#:lo12:my_test_data
    	ldr x3, [x2] //get val
    
    	ldr x4,=my_test_data  //get addr
    	ldr x5, my_test_data  //get value
    
    	adrp x6, init_pg_dir  //get addr
    	ldr x7, =init_pg_dir  //get addr
    
    	ret

运行结果如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_37_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## LDR和ADRP区别 ##

**LDR伪指令**：加载的是**链接地址**(虚拟地址)  
**ADRP指令**：加载的是当前运行地址的PC值+label的offset，即label的当前**运行地址**(物理地址)

在link脚本，将链接地址改成0xffff000000080000，重新执行上面程序；  
注：当程序链接地址不等于运行地址时，用如下命令加载符号表，否则无法单步调试；

add-symbol-file xxx.elf 0x80030 -s .text.boot 0x80000 -s .rodata 0x80758
    
    0x80030:text段的起始地址；
    0x80000:text.boot段的起始地址；
    0x80758:只读数据段的起始地址；

可通过aarch64-linux-gnu-readelf -S xxx.elf来查看各个段的地址  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_21_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
程序启动：看到PC值：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_37_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
重新运行测试程序，结果如下：![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_39_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

# 2. 内存独占加载和访问指令 #

ldxr xd, [xn|sp] //独占的读取xn或sp地址的内容到xd寄存器
    stxr wd, xt, [xn|sp] //独占的把xt内容写入到xn或sp指向的地址
    //wd为0, 表示成功;wd = 1,表示不成功

Linux内核常用来实现atomic访问;  
spinlock机制可以简单易用ldxr和lstxr指令实现;

.align 3
    .global my_data2
    my_data2:
    	.dword 0x0
    
    .global my_atomic_write
    my_atomic_write:
    	adr x6, my_data2;
    
    1:
    	ldxr x2, [x6];
    	orr x2,x2,x0;
    	stxr w3, x2, [x6]
    
    	cbnz w3, 1b
    
    	mov x0,x2
    
    	ret

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_30_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

# 3.异常处理指令 #

svc:系统调用指令  
hvc:虚拟化系统调用指令  
smc:安全监控系统调用指令

# 4. 系统寄存器访问指令 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">指令</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">MRS</td> 
   <td align="left">读取系统寄存器到通用寄存器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">MSR</td> 
   <td align="left">写系统寄存器</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 5.内存屏障指令 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">指令名</th> 
   <th align="left">功能描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">DMB</td> 
   <td align="left">数据存储器隔离。DMB 指令<strong>保证</strong>：指令前后的，内存访问指令的<strong>执行循序</strong> ; <strong>不保证</strong>: 内存访问指令在内存屏障指令之前完成；</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DSB</td> 
   <td align="left">数据同步隔离。比 DMB 严格： 任何指令都要等DSB前面的存储访问完成</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ISB</td> 
   <td align="left">指令同步隔离。最严格：它会清洗流水线，以保证所有它前面的指令都执行完毕之后，才执行它后面的指令。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_37_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/2254b53c52d148eab9155bb11ca95dec.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_21_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/c5a56189061b4365937acada6fde6926.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_37_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]: /images/20220829/fd8fd3b220844cb78e3383c6bc6046fe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_39_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/6e3c9699a834430287bd938a0119df3b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBA56eR5a2m6L6555WM_size_30_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220829/f19a065342774891ba2f99b8028e4c39.png