MIPS匯編中的RELOC問題

jyhhappyjyh

    兩年前開始接觸MIPS，那時(shí)候覺得好多問題不是很理解，當(dāng)然有些問題至今還是一知半解的。在后來的學(xué)習(xí)中經(jīng)�；剡^頭來看之前碰到的那些問題，每次看都會(huì)有新的心得，也許這正應(yīng)了那句古語“溫故而知新”。唉，古人很早就明白了這個(gè)道理，不禁感慨自己落后了不是一點(diǎn)半點(diǎn)！

   

    下面回顧一下MIPS中RELOC的這段描述。首次接觸RELOC是在vxWorks中的一段MIPS匯編，RELOC是一個(gè)宏定義，具體如下：

1. #define RELOC(toreg,address) \
3. bal 9f; \
5. 9:; \
7. la toreg,address; \
9. addu toreg,ra; \
11. la ra,9b; \
13. subu toreg,ra

當(dāng)時(shí)覺得這段的意思是在進(jìn)行地址的轉(zhuǎn)換，也許你會(huì)說我從RELOC這個(gè)字面上就可以理解到這個(gè)意思了。呵呵，如果這樣的話那么你是個(gè)高手了，小弟自嘆不如！

那么這一段究竟講什么意思呢？在具體講解之前，我們還是來看看這個(gè)宏具體是如何使用的。我們學(xué)一個(gè)東西往往是從模仿開始的，實(shí)踐證明這是學(xué)習(xí)的最最有效的途徑。RELOC的使用大致是這樣的：

1. RELOC(t0, romStart)
3. jal t0
5. nop

這樣我們就可以具體來了解這一段的具體意思了：romStart的連接地址是在ram所在的地址，而實(shí)際運(yùn)行是在flash上（這是一段bootloader啟動(dòng)代碼，上電運(yùn)行是在flash中運(yùn)行的），我們需要將romStart的地址換成在flash中的位置，所以該段代碼先加上當(dāng)前運(yùn)行位置的地址，然后減去鏈接時(shí)生成的當(dāng)前位置的地址，這樣就得到實(shí)際運(yùn)行時(shí)romStart的相對(duì)地址，這樣就可以直接跳轉(zhuǎn)過去了。

為什么是這樣子的一個(gè)功能呢？我記得當(dāng)時(shí)上網(wǎng)搜到了這樣一段描述：

 

1. RELOC(t0,romStart) \
3. 0Xbfc01004: bal 9f; \
5. 9: ;\
7. 0Xbfc01008:la t0, romStart; \
9. 0Xbfc01010:addu t0, ra; \
11. 0Xbfc01014:la ra, 9b; \
13. 0Xbfc0101c:subu t0, ra \
17. jal t0
19. nop

 

1.    執(zhí)行bal之后，ra寄存器的值為0Xbfc0100c；

2.    執(zhí)行l(wèi)a之后，t0寄存器存放的是romStart的鏈接地址。

3.    執(zhí)行addu之后，t0寄存器存放的是0Xbfc0100c+romStart的鏈接地址。

4.    執(zhí)行l(wèi)a之后，ra寄存器存放的是0xbfc01008的地址對(duì)應(yīng)的鏈接地址。

5.    執(zhí)行subu之后，t0寄存器存放的是0xbfc01008的地址對(duì)應(yīng)的鏈接地址-（0Xbfc0100c+romStart），此時(shí)t0寄存器存放的即是romStart對(duì)應(yīng)的ROM地址。

看了上面這段解釋，總感覺有那么點(diǎn)的奇怪。難道最終計(jì)算出來的romStart在flash中的地址沒有偏移4字節(jié)嗎？

后來，我有幸接觸到了Broadcom的CFE。它里面關(guān)于reloc的做法比較合理，很清晰，新手很容易就看明白。

 

1. /* Check if we booted from SDRAM */
3.     bal 1f
5.     nop
7. 1:  li t0,PHYSADDR_MASK
9.     and t0,t0,ra
11.     li t1,SI_FLASH1
13.     blt t0,t1,2f
15.     move s5,zero
17. /* If we are in flashcompute reloc for text addresses */
19.     la t0,1b
21.     sub s5,ra,t0 # s5: Relocation factor
23. 2:
25. /* jyh 2009.12 led_out=1 */
27.     li a0,1
29.     la t2,led_out
31.     add t2,t2,s5
33.     jalr t2
35.     nop

參照上面的發(fā)法試著分析一下，是不是很容易？沒有一點(diǎn)歧義吧？

對(duì)于vxWorks中存在的歧義，至今仍未參透，期待個(gè)中高手的指點(diǎn)了！

附：

何謂鏈接地址？凡是標(biāo)號(hào)的值都是標(biāo)號(hào)所在指令的鏈接地址（即RAM地址）。在分支指令中的標(biāo)號(hào)所表示的值是一個(gè)相對(duì)于本分支指令地址的16bit的偏移量。匯編器會(huì)將標(biāo)號(hào)所表示的有效地址（目標(biāo)地址）轉(zhuǎn)換成合適的偏移值放入指令中。在跳轉(zhuǎn)指令中的標(biāo)號(hào)所表示的值也是由匯編器將標(biāo)號(hào)所在的有效地址（目標(biāo)地址）轉(zhuǎn)換成合適的偏移值，轉(zhuǎn)換規(guī)則詳見指令說明。

本文是在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)上一位博友的日志之后，有感所寫，在此感謝一下他。

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