為什么GCC在LDR之后會產生額外的ADDS指令以在ARMthumb指令集上加載.rodata指標？-有解無憂

這段代碼：

const char padding[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, };

const char myTable[] = { 1, 2, 3, 4 };

int keepPadding() {
  return (int)(&padding);
}

int foo() {
  return (int)(&myTable);  // <-- this is the part I'm looking at
}

編譯為 thumb 指令集的以下程式集（為清楚起見而縮寫）。特別注意adds作為的第二條指令foo：

...
foo:
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0
    @ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
    @ link register save eliminated.
    ldr r0, .L5
    @ sp needed
    adds    r0, r0, #10
    bx  lr
.L6:
    .align  2
.L5:
    .word   .LANCHOR0
    .size   foo, .-foo
    .align  1
    .global bar
    .syntax unified
    .code   16
    .thumb_func
    .type   bar, %function

...
myTable:
    .ascii  "\001\002\003\004"

看起來它正在將指標 ( ldr) 加載到 .rodata 的頂部，然后以編程方式偏移到myTable( adds) 的位置。但是為什么不直接加載表本身的地址呢？

注意：當我洗掉constthen 時，它似乎沒有ADDS說明（使用myTablein .data）

問題的背景關系是我正在嘗試手動優化一些 C 韌體并注意到這adds條指令似乎是多余的，所以我想知道是否有辦法重組我的代碼以擺脫它。

注意：這都是為 ARM thumb 指令集編譯的，如下所示（使用 arm-none-eabi-gcc 版本 11.2.1）：

arm-none-eabi-gcc -Os -c -mcpu=cortex-m0 -mthumb temp.c -S

另請注意：此處的示例代碼旨在表示更大代碼庫的片段。如果myTable是唯一編譯的東西，那么它會落在偏移量 0 處.rodata并且adds指令消失，但這不是典型的真實場景。為了表示生成此程式集的典型真實場景，我在表格前添加了填充。

另請參閱此處它在 Godbolt 上復制

uj5u.com熱心網友回復：

這個：

const char myTable[] = { 1, 2, 3, 4 };
int foo() {
  return (int)(&myTable);
}


arm-none-eabi-gcc -Os -c -mthumb so.c -o so.o
arm-none-eabi-objdump -D so.o

產生：

Disassembly of section .text:

00000000 <foo>:
   0:   4800        ldr r0, [pc, #0]    ; (4 <foo 0x4>)
   2:   4770        bx  lr
   4:   00000000    andeq   r0, r0, r0

Disassembly of section .rodata:

00000000 <myTable>:
   0:   04030201    streq   r0, [r3], #-513 ; 0xfffffdff

這不是您的問題所包含的內容。一般來說，即使使用您的外部鏈接，我也會停下來放棄。請回傳并在問題中添加正確的示例，文本不是評論中的鏈接。

所以從你的問題和這個：

const char padding[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, };
const char myTable[] = { 1, 2, 3, 4 };
int foo() {
  return (int)(&myTable);
}

很明顯為什么 myTable 的偏移量為 10。

但是填充被優化了，所以你仍然會得到相同的結果。

所以：

const char padding[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, };
const char myTable[] = { 1, 2, 3, 4 };
int keepPadding() {
  return (int)(&padding);
}
int foo() {
  return (int)(&myTable);
}

該函式的名稱意味著您已經知道所有這些，并且知道如何制作一個最小示例等。

arm-none-eabi-gcc -Os -c -mthumb so.c -S


foo:
    @ Function supports interworking.
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0
    @ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
    @ link register save eliminated.
    ldr r0, .L5
    @ sp needed
    adds    r0, r0, #10
    bx  lr
.L6:
    .align  2
.L5:
    .word   .LANCHOR0
    .size   foo, .-foo
    .global myTable
    .global padding
    .section    .rodata
    .set    .LANCHOR0,.   0
    .type   padding, %object
    .size   padding, 10
padding:
    .space  10
    .type   myTable, %object
    .size   myTable, 4
myTable:
    .ascii  "\001\002\003\004"
    .ident  "GCC: (GNU) 11.2.0"

它正在生成一個錨點，然后從錨點參考而不是直接參考標簽。

我懷疑這是為了優化 ldr。我們試試看：

 arm-none-eabi-gcc -Os -c -mthumb -mcpu=cortex-m4 so.c -S

foo:
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0
    @ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
    @ link register save eliminated.
    ldr r0, .L5
    bx  lr
.L6:
    .align  2
.L5:
    .word   .LANCHOR0 10
    .size   foo, .-foo

00000008 <foo>:
   8:   4800        ldr r0, [pc, #0]    ; (c <foo 0x4>)
   a:   4770        bx  lr
   c:   0000000a    .word   0x0000000a

是的，所以修復了它，但是如何鏈接它

Disassembly of section .rodata:

00000000 <padding>:
    ...

0000000a <myTable>:
   a:   04030201    streq   r0, [r3], #-513 ; 0xfffffdff

Disassembly of section .text:

00000010 <keepPadding>:
  10:   4800        ldr r0, [pc, #0]    ; (14 <keepPadding 0x4>)
  12:   4770        bx  lr
  14:   00000000    andeq   r0, r0, r0

00000018 <foo>:
  18:   4801        ldr r0, [pc, #4]    ; (20 <foo 0x8>)
  1a:   300a        adds    r0, #10
  1c:   4770        bx  lr
  1e:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)
  20:   00000000    andeq   r0, r0, r0

不，希望聯結器將替換 pc 相對負載并將其轉換為 mov r0,#0...保存負載，這（可能）是對非 cortex-m（甚至是 cortex）系統的優化-m)。

注意：這也有效

arm-none-eabi-gcc -Os -c -mthumb -fno-section-anchors so.c -o so.o

00000008 <foo>:
   8:   4800        ldr r0, [pc, #0]    ; (c <foo 0x4>)
   a:   4770        bx  lr
   c:   00000000    andeq   r0, r0, r0
foo:
    @ Function supports interworking.
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0
    @ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
    @ link register save eliminated.
    ldr r0, .L5
    @ sp needed
    bx  lr
.L6:
    .align  2
.L5:
    .word   myTable
    .size   foo, .-foo
    .global myTable
    .section    .rodata
    .type   myTable, %object
    .size   myTable, 4
myTable:
    .ascii  "\001\002\003\004"
    .global padding
    .type   padding, %object
    .size   padding, 10

沒有使用錨點，所以直接使用了 myTable 的地址。

從我的角度來看，“為什么”是因為使用了錨點并且前面的填充導致 myTable 與錨點發生偏移。因此，負載加載錨地址，然后添加將您從錨點添加到表中。

為什么是錨？為讀者或其他人練習。

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