3.5 寄存器间接寻址

3.5寄存器间接寻址和前后索引取指令：

寄存器间接寻址：操作数的地址保存在寄存器中。也就是说，指令中的寄存器不是操作数本身，而是“指针”。

典型形式：

LDR r1, [r0]

含义：

r0 中保存一个地址，CPU 到这个地址对应的内存单元取数据，取出的数据写入 r1

RTL：[r1] <- [[r0]]

第一层 `[r0]` 表示 r0 的内容，也就是地址；第二层 `[[r0]]` 表示该地址指向的内存内容。这和 C 语言指针完全对应：r1 = *r0_pointer;

还强调 ARM 的立即数偏移量为 12 位。这里的 12 位是真正用于地址偏移的 12 位，不是数据处理指令中那种“8 位立即数 + 循环移位”的编码形式。（上一节有讲具体无需知道计算原理）

1. MOV r1, #0x0000FF00

· 二进制指令中立即数编码是 0xCFF（12 位）

· 低 8 位 0xFF = 255（基本数值）

· 高 4 位 0xC = 12（对齐码）

· 实际移位次数 = 12 × 2 = 24 次循环右移

· 计算：0xFF 循环右移 24 位

· 在 32 位中，循环右移 24 位 = 循环左移 8 位

· 0xFF 左移 8 位 → 0xFF00（高位补零，低位原是0xFF左移后变为0xFF00）

· 结果就是 0x0000FF00，符合预期。

2. MOV r2, #0xFF000000

· 有就是说：左移 6 次十六进制 → 二进制左移 24 次

· 等价于循环右移 8 次（因为 32-24=8）

· 对齐码 = 移位次数的一半 = 8/2 = 4

· 编码为 0x4FF（高 4 位=4，低 8 位=0xFF）

· 实际过程：0xFF 循环右移 8 位

· 循环右移 8 位 = 高 8 位被移到底部

· 32 位中 0xFF 是 0x000000FF，循环右移 8 位 → 0xFF000000

大概就是说我们如果知道0XCFF和0X4FF把这个12位拆成4位和8位，4位按公式带入左移相当于循环32-右移次数

总结

· 立即数在机器码中只占 12 位，格式为 旋转量(4位) + 8位数值。

· 实际 32 位数值 = 8 位数值 循环右移 (旋转量 × 2) 位。

· 例子：

· #0xFF00 → 编码 0xCFF（旋转12，数值0xFF）

· #0xFF000000 → 编码 0x4FF（旋转4，数值0xFF）

### 立即偏移

LDR R0, [R1, #4]

含义：从 `R1 + 4` 的地址读取数据到 R0，R1 本身不变。

带偏移量的寄存器间接寻址

本页引入带偏移量的寄存器间接寻址，也叫基址加位移寻址。

典型形式：

LDR r0, [r1, #4]

有效地址：

EA = [r1] + 4

特点：

- r1 是基址寄存器；

- `#4` 是偏移量；

- 访问的是基址后 4 字节处的数据；

- 默认情况下 r1 自身不改变。

这在结构体、数组、栈帧访问中非常常见。

### 前变址 前索引也就是先变

LDR R0, [R1, #4]!

含义：先 `R1 = R1 + 4`，再从新地址取数。

用数组 A、B、C 相加说明自动前索引的便利。

代码思想：

ADR r0, A-4

ADR r1, B-4

ADR r2, C-4

Loop

LDR r3, [r0, #4]!

LDR r4, [r1, #4]!

ADD r3, r3, r4

STR r3, [r2, #4]!

为什么初始地址是 `A-4`：

因为自动前索引会先加 4 再访问。如果想第一次访问 A[0]，初始指针要放在 A 前一个字的位置。

预先偏移 -> 访问 -> 写回更新指针

### 后变址 后索引也就是后变

LDR R0, [R1], #4

含义：先从 R1 指向地址取数，再 `R1 = R1 + 4`。

易混点：

- 中括号里带 `!`：先改地址，再访问。

- 中括号外有偏移：先访问，再改地址。

- 没有 `!` 且偏移在括号内：只计算地址，不修改基址寄存器。

和自动前索引对比：

| 形式 | 访问地址 | 是否更新基址 |

| `[r1,#8]` | r1+8 | 不更新 |

| `[r1,#8]!` | r1+8 | 更新为 r1+8 |

| `[r1],#8` | r1 | 更新为 r1+8 |

总结 ARM 基址寄存器、偏移量、目的寄存器之间的组合。

必须熟练区分：

LDR r0, [r1, #12]

LDR r0, [r1, #12]!

LDR r0, [r1], #12

判断规则：

- 偏移在括号内：参与访问地址计算；

- 有 `!`：访问后写回基址；

- 偏移在括号外：先访问原地址，再写回基址；

- 没有 `!` 且偏移在括号内：只算 EA，不写回。

PC 相对寻址

本页介绍程序计数器相对寻址。

ARM 中 r15 是 PC。

格式：LDR r0, [r15, #100]

含义：EA = PC + 100 r0 <- Memory[EA]

用途：

- 访问常量池；

- 支持位置无关代码；

- 程序整体搬移后不必重新计算绝对地址。

和伪指令联系：

LDR r0, =0x12345678

汇编器可能把常量放到附近的常量池，再生成 PC 相对的 `LDR` 去取。