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  • align 的用法

    .align 就是用来对齐的,究竟怎么对齐,有啥情况?下面分析一下
    (一)
    $vim align1.s
    在新建的文件编辑以下代码:

    _start:
        b reset
        .byte 0x55
        .byte 0xaa
    reset:
        ldr r0, =0x53000000
    保存后,执行如下命令:
    $arm-linux-as align1.s -o align1.o
    这样的话有的编译器可能会报错,但我的编译器没有报错,虽然没有报错,但反汇编的结果显示,运行时肯定会出问题。
    执行如下命令:
    $arm-linux-objdump -d align1.o
    显示如下:
    00000000 :
       0: ea000000  b  4  
       4: 0453aa55  ldreqb s1, [r3], -#2645
    00000006 :
       6: e3a00453  mov r0, #1392508928 ; 0x53000000

    很明显,跳转语句应该跳到0x06处,而它却跳到0x04处,我们分析一下。首先,ARM指令都是32位的,这里要求4字节(一个word)对齐,b reset 指令占了4个字节,接着我们用 .byte 指令定义2个常数,因为这里是 byte 类型,所以只占了八位,两个数据,一共占16位。由于连接器内部有一个程序地址计数指针,里面保存着当前的地址,这地址指针是连接器内部工作需要的,我们不需要理会,只需要了解有这么一个机制。假如_start从0x00,第一条指令占4个byte,然后连续分配2个byte,当前地址指针应该是 0x06,那么问题来了,下条指令,也就是标号 reset 处的ldr指令,是一条ARM指令,这要求是 4个字节对齐的,当前的地址为 0x06,并不能满足这个要求,所以编译器自动将地址指针跳到0x04。

    解决办法很简单,我们只需要加一条 .align 指令,问题就解决了
    _start:
        b reset
        .byte 0x55
        .byte 0xaa
        .align
    reset:
        ldr r0, =0x53000000


    编译结果是:
    00000000 :
       0: ea000000  b 8 
       4: 0000aa55  andeq sl, r0, r5, asr sl
    00000008 :
       8: e3a00453  mov r0, #1392508928 ; 0x53000000

    在两个 .byte 指令后自动补零,直到满足地址要求为止。这里就是将地址累加到 0x08符合ARM指令要求,所以在这里写入下条指令。这是基本内容,下面研究一下其他

    (二).align 5 
    这里只是一个例子,重点想说的是 这个 .align 5 后面的 5 究竟是什么意思? uboot里面就有这指令。我们继续做做试验,看看编译结果是什么

    _start:
        b reset
        
        .align 5
        .byte 0x55
        
        .align 5
        .byte 0xaa
        
        .align
    reset:
        ldr r0, =0x53000000

    编译结果:
    00000000 :
       0: ea00000f  b 44 
    ...
      20: 00000055  andeq r0, r0, r5, asr r0
    ...
      40: 000000aa  andeq r0, r0, sl, lsr #1
    00000044 :
      44: e3a00453  mov r0, #1392508928 ; 0x53000000
    我们发现这编译结果有点意思,这地址分配一下子上去了,但是也不难,分析一下就OK,看那个 20 和 40 ,这里是十六进制,也就是 32 和 64了。那么很容易可以联想到,这里做的是幂运算,也就是 .align 5 对齐的地址为 2^5 = 32,之前的地址全部补零。
    (三).balignl 16,0xdeadbeef
    _start:
        b reset
        
        .balignl 16,0xdeadbeef
        
    reset:
        ldr r0, =0x53000000

    在看uboot的时候还有这么一个语句,查了半天as的手册才找到,囧,不过稍微做了一下实现,觉得又不是很难,我们看看结果:
    00000000 :
       0: ea000002  b 10 
       4: deadbeef  cdple 14, 10, cr11, cr13, cr15, {7}
       8: deadbeef  cdple 14, 10, cr11, cr13, cr15, {7}
       c: deadbeef  cdple 14, 10, cr11, cr13, cr15, {7}
    00000010 :
      10: e3a00453  mov r0, #1392508928 ; 0x53000000
    可以看出,这指令就是将 deadbeef字符串填进去,一共填到地址为16对齐的地方为指,上面可以看到,这里填到 0x10 也就是 16了。

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