当ARM Cortex-M3的GCC 4.7.3(20121207)获取函数的地址时,它没有获得函数的确切地址。我可以在该指针中看到不一的地方。
// assume at address 0x00001204;
int foo() {
return 42;
}
void bar() {
int(*p)() = &foo; // p = 0x1205;
p(); // executed successfully
foo(); // assembly: "bl 0x00001204;"
}
尽管指针指向一个奇数地址,但执行成功。我希望在这一点上有一个例外。为什么要用那个奇怪的地址,为什么不伤害呢?
编辑
SO article描述了拇指模式和ARM模式之间的区别。为什么在CPU处于相同模式的情况下直接调用函数时,该偏移量为何不可见?
应该保留奇数地址还是将位0复位会造成困难? (直到现在我都看不到)
最佳答案
我从一个示例中总结了一些内容,以快速演示正在发生的事情。vectors.s
:
/* vectors.s */
.cpu cortex-m3
.thumb
.word 0x20002000 /* stack top address */
.word _start /* 1 Reset */
.word hang /* 2 NMI */
.word hello /* 3 HardFault */
.word hang /* 4 MemManage */
.word hang /* 5 BusFault */
.word hang /* 6 UsageFault */
.word hang /* 7 RESERVED */
.word hang /* 8 RESERVED */
.word hang /* 9 RESERVED*/
.word hang /* 10 RESERVED */
.word hang /* 11 SVCall */
.word hang /* 12 Debug Monitor */
.word hang /* 13 RESERVED */
.word hang /* 14 PendSV */
.word hang /* 15 SysTick */
.word hang /* 16 External Interrupt(0) */
.word hang /* 17 External Interrupt(1) */
.word hang /* 18 External Interrupt(2) */
.word hang /* 19 ... */
.thumb_func
.global _start
_start:
/*ldr r0,stacktop */
/*mov sp,r0*/
bl notmain
ldr r0,=notmain
mov lr,pc
bx r0
b hang
.thumb_func
hang: b .
hello: b .
.thumb_func
.globl PUT32
PUT32:
str r1,[r0]
bx lr
.end
blinker01.c
:extern void PUT32 ( unsigned int, unsigned int );
int notmain ( void )
{
PUT32(0x12345678,0xAABBCCDD);
return(0);
}
生成文件:
#ARMGNU = arm-none-eabi
ARMGNU = arm-none-linux-gnueabi
AOPS = --warn --fatal-warnings
COPS = -Wall -Werror -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding
all : blinker01.gcc.thumb.bin
vectors.o : vectors.s
$(ARMGNU)-as vectors.s -o vectors.o
blinker01.gcc.thumb.o : blinker01.c
$(ARMGNU)-gcc $(COPS) -mthumb -c blinker01.c -o blinker01.gcc.thumb.o
blinker01.gcc.thumb2.o : blinker01.c
$(ARMGNU)-gcc $(COPS) -mthumb -mcpu=cortex-m3 -march=armv7-m -c blinker01.c -o blinker01.gcc.thumb2.o
blinker01.gcc.thumb.bin : memmap vectors.o blinker01.gcc.thumb.o
$(ARMGNU)-ld -o blinker01.gcc.thumb.elf -T memmap vectors.o blinker01.gcc.thumb.o
$(ARMGNU)-objdump -D blinker01.gcc.thumb.elf > blinker01.gcc.thumb.list
$(ARMGNU)-objcopy blinker01.gcc.thumb.elf blinker01.gcc.thumb.bin -O binary
拆卸:
Disassembly of section .text:
08000000 <_start-0x50>:
8000000: 20002000 andcs r2, r0, r0
8000004: 08000051 stmdaeq r0, {r0, r4, r6}
8000008: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
800000c: 0800005e stmdaeq r0, {r1, r2, r3, r4, r6}
8000010: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000014: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000018: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
800001c: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000020: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000024: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000028: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
800002c: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000030: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000034: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000038: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
800003c: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000040: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000044: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
8000048: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
800004c: 0800005d stmdaeq r0, {r0, r2, r3, r4, r6}
08000050 <_start>:
8000050: f000 f80a bl 8000068 <notmain>
8000054: 4803 ldr r0, [pc, #12] ; (8000064 <PUT32+0x4>)
8000056: 46fe mov lr, pc
8000058: 4700 bx r0
800005a: e7ff b.n 800005c <hang>
0800005c <hang>:
800005c: e7fe b.n 800005c <hang>
0800005e <hello>:
800005e: e7fe b.n 800005e <hello>
08000060 <PUT32>:
8000060: 6001 str r1, [r0, #0]
8000062: 4770 bx lr
8000064: 08000069 stmdaeq r0, {r0, r3, r5, r6}
08000068 <notmain>:
8000068: b508 push {r3, lr}
800006a: 4803 ldr r0, [pc, #12] ; (8000078 <notmain+0x10>)
800006c: 4903 ldr r1, [pc, #12] ; (800007c <notmain+0x14>)
800006e: f7ff fff7 bl 8000060 <PUT32>
8000072: 2000 movs r0, #0
8000074: bd08 pop {r3, pc}
8000076: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
8000078: 12345678 eorsne r5, r4, #120, 12 ; 0x7800000
800007c: aabbccdd bge 6ef33f8 <_start-0x110cc58>
首先要注意的是
hang
与hello
,这是您需要在组装时声明一个标签为thumb函数,以便其实际用于这种事情的技巧。 hang
已正确声明,向量表正确使用了奇数地址,hello
未正确声明并且将偶数地址放在了其中。 C编译的代码会自动正确执行此操作。这是您要问的一个主要示例,C函数
bl
的notmain
不能也不可以使用奇数地址。但是要使用bx
,您要请求功能main
的地址,并且该地址将以0x8000069的形式提供给代码,用于地址0x8000068的功能,如果您在ARMvsometingT上将bx
设置为0x800068,它将切换到武装模式并最终崩溃,如果它在皮质上碰到拇指模式(希望崩溃而不会跌倒),则bx
到偶数地址应立即发生故障。08000050 <_start>:
8000050: f000 f80a bl 8000068 <notmain>
8000054: 4803 ldr r0, [pc, #12] ; (8000064 <PUT32+0x4>)
8000056: 46fe mov lr, pc
8000058: 4700 bx r0
800005a: e7ff b.n 800005c <hang>
8000064: 08000069 stmdaeq r0, {r0, r3, r5, r6}
为什么
bl
不能为奇数?看一下bl
上面从0x8000050到0x8000068的编码,pc
前面是两个,所以4个字节,所以用0x8000068-0x8000054 = 0x14除以2得到0x00A。这是pc
的偏移量,也就是指令中编码的内容(指令后半部分的0A)。除以2是基于这样的知识,即Thumb指令始终为2个字节(在当时很好),因此如果将偏移量放在2字节指令而不是字节中,则它们可以达到两倍。因此,lsbit
丢失了两者之间的增量,因此受硬件控制。您的代码所做的是,在一个地方,您要求一个提供奇数地址的Thumb函数的地址,另一种情况是,查看分支链接的反汇编,该分支始终是偶数。