Assembly 为什么正向参考ADR指令在Thumb代码中的偏移量是偶数？

要

bx

使用Thumb函数，需要设置地址的最低有效位。GNU as文档说明了当地址是从

adr

伪指令生成时，它是如何工作的：

药品不良反应

此指令将标签地址加载到指定的寄存器中。[……]

如果标签是thumb功能符号，则thumb互通已完成 通过

-mthumb interwork

选项启用，然后是 将设置存储在寄存器中的值。这允许以下顺序按预期工作：

adr r0，拇指功能

blx r0

所以听起来事情应该就这么办了。然而，在一些反汇编中，某些地址似乎没有设置底部位

例如，组装和链接：

.syntax unified
.thumb

.align 2
table:
    .4byte f1
    .4byte f2
    .4byte f3

.align 2
.type f1, %function
.thumb_func
f1:
    adr r1, f1
    adr r2, f2
    adr r3, f3
    bx r1

.align 2
.type f2, %function
.thumb_func
f2:
    adr r1, f1
    adr r2, f2
    adr r3, f3
    bx r2

.align 2
.type f3, %function
.thumb_func
f3:
    adr r1, f1
    adr r2, f2
    adr r3, f3
    bx r3

与：

使用

arm none eabi objdump-D a.out检查，我得到：

00008000 <table>:
    8000:   0000800d    .word   0x0000800d
    8004:   00008019    .word   0x00008019
    8008:   00008025    .word   0x00008025

0000800c <f1>:
    800c:   f2af 0103   subw    r1, pc, #3
    8010:   a201        add r2, pc, #4  ; (adr r2, 8018 <f2>)
    8012:   a304        add r3, pc, #16 ; (adr r3, 8024 <f3>)
    8014:   4708        bx  r1
    8016:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

00008018 <f2>:
    8018:   f2af 010f   subw    r1, pc, #15
    801c:   f2af 0207   subw    r2, pc, #7
    8020:   a300        add r3, pc, #0  ; (adr r3, 8024 <f3>)
    8022:   4710        bx  r2

00008024 <f3>:
    8024:   f2af 011b   subw    r1, pc, #27
    8028:   f2af 0213   subw    r2, pc, #19
    802c:   f2af 030b   subw    r3, pc, #11
    8030:   4718        bx  r3
    8032:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

00008000:
8000:0000800d。字0x0000800d
8004:00008019.字0x00008019
8008:00008025.字0x00008025
0000800c：
800c:f2af 0103 subw r1，pc，#3
8010:a201添加r2，pc，#4；（adr r2，8018）
8012:a304添加r3，pc，#16；（adr r3，8024）
8014:4708 bx r1
8016:46c0 nop；（mov r8，r8）
00008018 :
8018:f2af 010f地下室r1，pc，#15
801c:f2af 0207子图纸r2，pc，第7页
8020:a300加r3，pc，#0；（adr r3，8024）
8022:4710 bx r2
00008024 :
8024:f2af 011b subw r1，pc，#27
8028:f2af 0213 subw r2，个人电脑，19
802c:f2af 030b subw r3，pc，#11
8030:4718 bx r3
8032:46c0 nop；（mov r8，r8）

有几件事需要注意：

在
表
中，
f1
、
f2
和
f3
的绝对地址都是奇数，如预期的那样。因此，显然，汇编器和链接器知道这三个函数应该是Thumb
对于反向引用，
adr
伪指令向下汇编为
subw
，偏移量是奇数，正如预期的那样
但是对于正向引用，如果
adr
伪指令汇编成
add
，则偏移量是偶数
我遗漏了什么？
您遗漏了ARM文档中的以下内容：

如果使用ADR为BX或BLX指令生成目标，则如果目标包含Thumb指令，则您有责任设置地址的Thumb位（位0）

正向引用ADR指令使用ADD指令的16位Thumb“ADD Rd，pc，#imm”形式。此指令的立即数在0-1020的范围内，并且必须是字对齐的（即，它用8位字段编码并乘以4）。使用的PC值也将较低的两位设置为0，因此它无法生成奇数地址

强制汇编程序始终使用带有ADR.W的32位Thumb指令应该会导致它在使用函数标签时始终生成奇数地址，但我不知道您是否可以依赖于此。最好只显式设置较低的位。
回到这个问题。问题其实很简单：

  if (inst.relocs[0].exp.X_op == O_symbol
      && inst.relocs[0].exp.X_add_symbol != NULL
      && S_IS_DEFINED (inst.relocs[0].exp.X_add_symbol)
      && THUMB_IS_FUNC (inst.relocs[0].exp.X_add_symbol))
    inst.relocs[0].exp.X_add_number += 1;

在do_t_adr（）函数中

S_IS_DEFINED检查符号是否已定义，当在此时间点进行正向参考时，符号未定义，因此线不会通过，它不会添加一个非常干扰清洁度的符号，但不管是什么。对于向后参考，定义符号以便进行调整。（当然，如果没有定义的符号，THUMB_IS_FUNC也无法工作）

ADR转换为BFD_RELOC_ARM_THUMB_ADD。这把我们带到了这里

case BFD_RELOC_ARM_THUMB_ADD:
  /* This is a complicated relocation, since we use it for all of
 the following immediate relocations:

    3bit ADD/SUB
    8bit ADD/SUB
    9bit ADD/SUB SP word-aligned
   10bit ADD PC/SP word-aligned

 The type of instruction being processed is encoded in the
 instruction field:

   0x8000  SUB
   0x00F0  Rd
   0x000F  Rs
  */

在这里面

else if (rs == REG_PC || rs == REG_SP)
  {
    /* PR gas/18541.  If the addition is for a defined symbol
       within range of an ADR instruction then accept it.  */

在以后的过程中发生的代码（在定义符号并可以找到符号之后）不会修补立即数/偏移量

我发现如果没有语法统一，它就无法处理这个问题，这更令人不安/有问题

.thumb
.thumb_func
zero:
    adr r0,zero

即使使用.syntax统一，他们也没有完成T16的ADR实现。只需在那里输入一个错误，并称其为“完成”。（当然可以在T16中实现，例如添加rx、pc、#0、sub rx、#offset。）

即使他们修复了它，我也会避免ADR指令。但很明显，他们并没有真正完成这个伪指令的实现

注意，在arm模式下，它们有相同的错误，在错误的时间检查符号

  if (support_interwork
      && inst.relocs[0].exp.X_op == O_symbol
      && inst.relocs[0].exp.X_add_symbol != NULL
      && S_IS_DEFINED (inst.relocs[0].exp.X_add_symbol)
      && THUMB_IS_FUNC (inst.relocs[0].exp.X_add_symbol))
    inst.relocs[0].exp.X_add_number |= 1;

请注意，ORR没有添加一个更好/不同的作者，但没有完全考虑这个解决方案

如果我删除S_IS_定义和THUMB_IS_FUNC检查

.arm
zero:
    adr r0,two
.thumb
.thumb_func
two:
    nop

从

00000000 <zero>:
   0:   e24f0004    sub r0, pc, #4

00000004 <two>:
   4:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)
   6:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

给予

（该错误与您指出的错误位于同一代码段中）

首先看看其他汇编程序的文档中关于ADR和thumb的内容，然后看看他们是否真的按照该文档实现了它，和/或带着错误或警告退出了。您是否尝试过查看一些C代码（例如静态或本地函数指针数组）的GCC输出看看是否有额外的指令用于确保汇编器知道它是函数符号？或者，如果在这种情况下asm最终没有得到奇数地址，adr.w将生成一个T3变体，如armv7-m文档中所述。它允许从0到4095的任何偏移量，不限于四次方，比如T1编码，没有统一语法，它是为我而不是为t3生成T1编码。@PeterCordes C编译器不生成adr指令，它们以其他方式解决这个问题，或者是由链接器填充并与pc相对负载一起使用的字，或者蹦床（gnu ld确实有蹦床的问题，所以不要依赖它们）。或者，如果您只是想再次使用C代码中的地址，则会留出一个单词
00000000 <zero>:
   0:   e24f0004    sub r0, pc, #4

00000004 <two>:
   4:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)
   6:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

00000000 <zero>:
   0:   e24f0003    sub r0, pc, #3

00000004 <two>:
   4:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)
   6:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

.syntax unified

.thumb
    adr r0,two
    nop
    nop
.thumb_func
two:
    nop

00000000 <two-0x8>:
   0:   f20f 0005   addw    r0, pc, #5
   4:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)
   6:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

00000008 <two>:
   8:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)

.syntax unified
.cpu cortex-m0
.thumb
    adr r0,two
    nop
    nop
.thumb_func
two:
    nop

/path/so.s: Assembler messages:
/path/so.s:5: Error: invalid immediate for address calculation (value = 0x00000003)