ARM異常向量表中LDR指令、LDR偽指令的來龍去脈

在ARM開發中，異常向量表（或者稱為中斷向量表）處在一個關鍵的位置，因為它控制了ARM芯片復位時的跳轉地址，也即是調到哪里去執行啟動代碼。一般來說，異常向量表的形式如下

Vector: ; All default exception handlers (except reset) are ; defined as weak symbol definitions. ; If a handler is defined by the application it will take precedence. LDR pc, =resetHandler ; Reset LDR pc, Undefined_Addr ; Undefined instructions LDR pc, SWI_Addr ; Software interrupt (SWI/SYS) LDR pc, Prefetch_Addr ; Prefetch abort LDR pc, Abort_Addr ; Data abort B . ; RESERVED      LDR   pc, IRQ_Addr          ; IRQ LDR pc, FIQ_Addr ; FIQ
Undefined_Addr: DCD Undefined_HandlerSWI_Addr: DCD SWI_HandlerPrefetch_Addr: DCD Prefetch_HandlerAbort_Addr: DCD Abort_HandlerFIQ_Addr: DCD FIQ_HandlerIRQ_Addr DCD IRQ_Handler

在編譯鏈接時，將此異常向量表安排到地址0處，芯片復位后PC == 0，便執行 LDR pc, =resetHandler 這條跳轉指令，轉而執行啟動代碼。若發生其他異常或者中斷時，PC被硬件強制賦值為 0x0000 00XX，也是取異常向量表中的跳轉指令執行，轉而執行對應的異常或者中斷處理例程。

但仔細觀察會發現，復位異常和其他的異常不同。復位異常使用偽指令 LDR pc, =resetHandler，而其他異常則使用LDR指令。為什么？

2、關于ARM偽指令

ARM偽指令不是真正的指令，偽指令在真正編譯鏈接后，會被一條真實的ARM指令代替。

3、LDR指令和LDR偽指令的區別

1）LDR指令是將內存中的一個字加載到目標寄存器中，如

LDR R0，[R1] ；將R1指向內存的32bit加載到R0中

LDR R4，lable ；將地址label處的內存中的一個32bit的字加載到R4中，如果地址為label處的內容是0xFFFF 5555，則此指令執行后，R4 = 0xFFFF5555

如果是LDR RX, label的形式，按照ARM官方文檔的說法，LDR指令的內存操作地址是在PC的基礎上加上指令中的立即數偏移得到，如果要訪問的內存離當前PC太遠，則LDR指令就無能為力了，因為LDR指令中只有12bit來存放偏移地址，太遠或者不適合移位形成的偏移量不能用LDR指令。

LDR指令在執行時，必定會訪問內存，訪問內存就需要地址，如上面的R1寄存器給出的地址、label常數作為的地址等。LDR指令執行完之后，PC的值等于label地址指向的內容。

2）LDR偽指令則是將一個數賦給寄存器。LDR偽指令是將一個寄存器等于某個值，這個值可以來源于指令中包含的立即數，也可以來源于一個內存位置存放的內容。當要賦予的值可以用ARM指令的立即數表示時，LDR偽指令用MOV指令代替，否則LDR偽指令用LDR指令代替。LDR偽指令的一般形式：

LDRR0，=0x01

LDRPC，=label

LDR R0，=0x01這條偽指令可以用MOV指令代替，因為要賦予的常數0x01可以包含在MOV指令的立即數中。而LDR PC, =label則不一定是用MOV指令來實現，因為label是一個地址常數，通過指令中12bit立即數移位的方式不一定能形成。若MOV指令不能實現，則用LDR指令來實現，實現的過程如下圖

：即先使用PC+偏移量作為地址訪問內存，將此地址的內存加載到目標寄存器中（PC寄存器）。當然，指定地址處的內存必須包含正確的值，編譯器自動在這個地址中寫入正確的label值。

所以，LDR偽指令可以實現將任何32bit的數裝入目標寄存器，并且在偽指令LDR PC, =label中執行之后，PC的值就是label的值。

4、回到異常向量表

Vector: ; All default exception handlers (except reset) are ; defined as weak symbol definitions. ; If a handler is defined by the application it will take precedence. LDR pc, =resetHandler ; Reset LDR pc, Undefined_Addr ; Undefined instructions LDR pc, SWI_Addr ; Software interrupt (SWI/SYS) LDR pc, Prefetch_Addr ; Prefetch abort LDR pc, Abort_Addr ; Data abort B . ; RESERVED LDR pc, IRQ_Addr ; IRQ LDR pc, FIQ_Addr ; FIQ
Undefined_Addr: DCD Undefined_HandlerSWI_Addr: DCD SWI_HandlerPrefetch_Addr: DCD Prefetch_HandlerAbort_Addr: DCD Abort_HandlerFIQ_Addr: DCD FIQ_HandlerIRQ_Addr DCD IRQ_Handler

LDR PC, =resetHandler 是將標號resetHandler的值（編譯器編譯時分配的地址值）載入PC，發生跳轉，即跳轉到resetHandler處執行；

LDR PC, XXXX_Addr 是將XXX_Addr處的內容載入PC，發生跳轉，必須訪問XXX_Addr地址的內存將跳轉值取出。

5、總結：

LDR PC， =label偽指令，可以實現任何地址的跳轉，執行后，直接跳轉到label處執行；

LDR PC, label指令，執行后是將label地址處的內容（跳轉地址）裝入PC，所以LDR指令常常配合DCD使用。但也可以實現任何地址的跳轉。