assembly - 为什么前向引用 ADR 指令在 Thumb 代码中以偶数偏移进行汇编？

Question

要bx到Thumb函数，需要设置地址的最低有效位。 GNU 作为文档 states本地址是从 adr 伪指令生成时，这是如何工作的:

adr <register> <label>

This instruction will load the address of label into the indicated register. [...]

If label is a thumb function symbol, and thumb interworking has been enabled via the -mthumb-interwork option then the bottom bit of the value stored into register will be set. This allows the following sequence to work as expected:

adr r0, thumb_function

blx r0

所以听起来事情应该正常进行。然而，看看一些反汇编，似乎某些地址没有设置了底部位。

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:

arm-none-eabi-as adr_test.s -mthumb -mthumb-interwork -o adr_test.o
arm-none-eabi-ld adr_test.o

并检查arm-none-eabi-objdump -D a.out，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)

有几点需要注意:

1. 在 table 中，f1、f2 和 f3 的绝对地址都是奇数，正如预期的那样。因此，显然，汇编器和链接器知道这三个函数应该是Thumb。
2. 对于向后引用，其中 adr 伪指令汇编为 subw，正如预期的那样，偏移量是奇数。
3. 但对于前向引用(其中 adr 伪指令汇编为 add)，偏移量是偶数。

我错过了什么？

Answer 1

您缺少的是 ARM 文档中 ADR pseudo-instruction 的这一行:

If you use ADR to generate a target for a BX or BLX instruction, it is your responsibility to set the Thumb bit (bit 0) of the address if the target contains Thumb instructions.

前向引用 ADR 指令使用 ADD 指令的 16 位 Thumb“ADD Rd、pc、#imm”形式。该指令的立即数在 0-1020 范围内，并且必须字对齐(即，用 8 位字段进行编码并乘以 4。)所使用的 PC 值也将低两位设置为 0，因此它无法生成奇数地址。

强制汇编器始终使用带有 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这一点。最好只显式设置较低位。