Assembly 如何将伪指令加载地址转换为实际指令？

我看过类似的问题，但它们没有解决下面的问题

在MIPS汇编中编程时，有一条伪指令称为加载地址（la）

我来自更高层次的语言，所以请容忍我，如果我还没有进入兔子洞

在查找此伪指令的翻译内容时，我在以下示例中发现：

la $a0,address

转化为

lui $at, 4097 (0x1001 → upper 16 bits of $at).
ori $a0,$at,disp

其中，immediate（“disp”）是第一个 数据位置（始终为0x 1001 0000）和第一个字节的地址 在字符串中

我发现了另一个扩展：

# la $t, A 
lui $t, A_hi
ori $t, $t, A_lo

基本上，我认为我理解后一种代码。我们希望使用一条指令在寄存器$t中放置一个32位地址，但对于I型指令，我们只能在指令中放置16位地址，因此我们需要两条指令，因为我们无法在一条指令中放置32位地址

第二个翻译与上面第一个翻译有什么关系？

另外，作为一个更实际的问题，假设我有以下装配程序：

.data 
  prompt1: .asciiz "How old are you?"

.text 
  main:
   la $a0, prompt1

如何将

la

指令替换为实际指令？

注：我可以看到模拟器将其转换为：

lui $1, 4097
ori $4, $1, 0

但在本例中，它使用寄存器$1，这是为汇编程序保留的寄存器。如果我自己写的说明正确的话，我就不能利用它了？此外，

lui

将高位设置为1001。我知道静态数据从0x10010000开始，因此标记为

prompt1

的字符串将从那里开始。但是（这一部分我可能还没有掌握程序员在汇编中应该如何控制），如果我在prompt1之后有另一个标签prompt2，我会准确地知道它在第一个标签之后有多少字节，以便正确地选择立即常数放入

ori

编辑：为了将我正在做的事情上下文化，这里有一些代码（顺便说一下，这是我自己编写的第一个汇编程序）：

---

听起来你有它，但可能是你忽略的缺失环节

首先，汇编语言是由汇编程序、程序而不是目标定义的。因此，可能会有很多不同的MIPS汇编语言，只要有人愿意编写汇编程序。幸运的是，没有，但有一些变化。它们变化的大部分地方不是助记符/指令。在MIPS包括伪指令la的情况下。但如注释所示，像%hi和%lo以及

.asciiz

这样的东西不一定跨越MIPS的所有汇编程序，只要

la

是，也不需要跨越$a0、$v0寄存器名称也不是必需的

在这种情况下，伪指令意味着汇编程序将其替换为实指令。汇编程序的工作是生成真正的指令、机器指令/代码，或者尽可能做到最好。工具链理想情况下包括编译器、汇编器和链接器，因此C编译器将C代码转换为汇编程序，汇编器将其转换为对象，并获取一个或多个对象，并将其链接为二进制文件，该二进制文件理想情况下解析了所有外部（标签）

不同的指令集具有不同的功能/规则。有些人专门谈论寻址模式，有些人则没有。但是，当您编写C代码时，函数的名称（最初是变量的名称）会变成标签，标签就是地址。现在，优化器可能会删除这些内容的内存位置实例及其标签，结果地址会消失，但如果它们不这样做，它们就是一个地址。因此，当您调用函数时，需要在构建时由工具链计算出地址（存在重新定位异常，但在这些情况下，工具链仍然计算出相对于基址的地址，重新定位代码必须对基址进行修补，以便工具链输出正常工作）

有时地址是pc相关的，程序计数器是一个内部寄存器（或现在是一组寄存器），当程序员阅读一些清单时，它跟踪程序：

00000000 <.text>:
   0:   e3a01001    mov r1, #1
   4:   e3a02004    mov r2, #4
   8:   e0813002    add r3, r1, r2

可能是那个指示

其他指令集将尝试查找有时称为池的内容，并将常量放在附近。对于固定长度的指令集，您经常会看到这一点，但有时可能会根据指令集代码自行执行

   ldr r0,=labelname
   nop
   b somewhere

是特定指令集的特定于汇编程序（而非目标）的伪代码。汇编器看到有一个无条件的分支，这意味着除非程序员正在做一些不正常的事情，否则不能执行该分支后面的字节。让我们声明这个标签labelname是外部的，在这个代码中找不到它，此时正在组装到这个对象中。因此，工具链将在以后填充它，汇编程序将获取所有这些信息，并在汇编时提供一个链接器可以在已知地址后填充的位置

00000000 <.text>:
   0:   e59f0004    ldr r0, [pc, #4]    ; c <.text+0xc>
   4:   e1a00000    nop         ; (mov r0, r0)
   8:   eafffffe    b   0 <somewhere>
   c:   00000000    andeq   r0, r0, r0

如果我使用gnu交叉汇编程序（binutils的一部分）（对于主要操作系统来说比较容易获得）：

给予

第节的分解。正文：

00000000 <.text>:
   0:   3c021234    lui $2,0x1234
   4:   34425678    ori $2,$2,0x5678
   8:   3c021234    lui $2,0x1234
   c:   24025678    li  $2,22136
  10:   3c021000    lui $2,0x1000
  14:   34420008    ori $2,$2,0x8

构建它时，忽略链接器关于\u start的警告

mips-elf-as ex.s -o ex.o
mips-elf-as ex.s -o ex.o
mips-elf-ld -Ttext=0x1000 so.o ex.o -o so.elf
mips-elf-objdump -D so.elf

给予

（当然优化）给出

我要求在没有任何命令行参数的情况下这样做，我得到：

00000000 <.text>:
   0:   3c021000    lui $2,0x1000
   4:   03e00008    jr  $31
   8:   24420008    addiu   $2,$2,8

及

是指工具知道位的位模式是什么，是否可以将其优化为一条指令，以及何时将位放入机器代码中，以使其完整并可执行

地址、浮点数、有符号整数、无符号整数、指针、ascii字符。这些对处理器来说都是简单的位模式，它们对程序员来说没有意义，但对处理器来说没有意义

mips-elf-as so.s -o so.o
mips-elf-objdump -D so.o

00000000 <.text>:
   0:   3c021234    lui $2,0x1234
   4:   34425678    ori $2,$2,0x5678
   8:   3c021234    lui $2,0x1234
   c:   24025678    li  $2,22136
  10:   3c021000    lui $2,0x1000
  14:   34420008    ori $2,$2,0x8

la $2,some_ext_label

Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:
   0:   3c020000    lui $2,0x0
   4:   24420000    addiu   $2,$2,0

.globl some_ext_label
add $3,$4,$5
some_ext_label:
add $3,$4,$5
add $4,$5,$6

mips-elf-as ex.s -o ex.o
mips-elf-as ex.s -o ex.o
mips-elf-ld -Ttext=0x1000 so.o ex.o -o so.elf
mips-elf-objdump -D so.elf

Disassembly of section .text:

00001000 <_ftext>:
    1000:   3c020000    lui $2,0x0
    1004:   2442100c    addiu   $2,$2,4108
    1008:   00851820    add $3,$4,$5

0000100c <some_ext_label>:
    100c:   00851820    add $3,$4,$5
    1010:   00a62020    add $4,$5,$6

mips-elf-as ex.s -o ex.o
mips-elf-as ex.s -o ex.o
mips-elf-ld -Ttext=0x87654444 so.o ex.o -o so.elf
mips-elf-objdump -D so.elf

87654444 <_ftext>:
87654444:   3c028765    lui $2,0x8765
87654448:   24424450    addiu   $2,$2,17488
8765444c:   00851820    add $3,$4,$5

87654450 <some_ext_label>:
87654450:   00851820    add $3,$4,$5
87654454:   00a62020    add $4,$5,$6

la $3,hello
add $5,$6,$7
add $5,$6,$7
add $5,$6,$7
hello:
add $5,$6,$7
add $5,$6,$7
add $5,$6,$7


00000000 <hello-0x14>:
   0:   3c030000    lui $3,0x0
   4:   24630014    addiu   $3,$3,20
   8:   00c72820    add $5,$6,$7
   c:   00c72820    add $5,$6,$7
  10:   00c72820    add $5,$6,$7

00000014 <hello>:
  14:   00c72820    add $5,$6,$7
  18:   00c72820    add $5,$6,$7
  1c:   00c72820    add $5,$6,$7

mips-elf-ld -Ttext=0x12345678 so.o -o so.elf
mips-elf-objdump -D so.elf

Disassembly of section .text:

12345678 <_ftext>:
12345678:   3c031234    lui $3,0x1234
1234567c:   2463568c    addiu   $3,$3,22156
12345680:   00c72820    add $5,$6,$7
12345684:   00c72820    add $5,$6,$7
12345688:   00c72820    add $5,$6,$7

1234568c <hello>:
1234568c:   00c72820    add $5,$6,$7
12345690:   00c72820    add $5,$6,$7
12345694:   00c72820    add $5,$6,$7

unsigned int fun ( void )
{
    unsigned int a;

    a = 0x12345678;
    a = 0x12340000;
    a = 0x00005678;
    a = 0x10000008;
    return(a);
}

Disassembly of section .text:

00000000 <fun>:
   0:   3c021000    lui $2,0x1000
   4:   03e00008    jr  $31
   8:   24420008    addiu   $2,$2,8

Disassembly of section .text:

00000000 <fun>:
   0:   e3a00281    mov r0, #268435464  ; 0x10000008
   4:   e12fff1e    bx  lr

lui $2,0x1000
addiu $2,$2,8
jr $31

00000000 <.text>:
   0:   3c021000    lui $2,0x1000
   4:   03e00008    jr  $31
   8:   24420008    addiu   $2,$2,8

la $2,0x10000008
jr $31

00000000 <.text>:
   0:   3c021000    lui $2,0x1000
   4:   03e00008    jr  $31
   8:   34420008    ori $2,$2,0x8

la $5,0x12345678

la $5,some_label