嵌入式：ARM内嵌汇编及C和ARM汇编相互调用 |
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内嵌汇编
在C程序中嵌入汇编程序可以实现一些高级语言没有的功能，并可以提高执行效率。armcc和armcpp内嵌汇编器支持完整的ARM指令集；tcc和tcpp用于Thumb指集。但是内嵌汇编器并不支持诸如直接修改PC实现跳转的底层功能。 内嵌的汇编指令包括大部分的ARM指令和Thumb指令，但是不能直接引用C的变量定义，数据交换必须通过ATPCS进行。嵌入式汇编在形式上表现为独立定义的函数体。 内嵌汇编指令的语法格式 __asm（“指令[；指令]”）；ARM C汇编器使用关键字“__asm"。如果有多条汇编指令需要嵌入，可以用“｛｝”将它们归为一条语句。如： __asm ｛ 指令［；指令］ … [指令] ｝各指令用“；”分隔。如果一条指令占据多行，除最后一行外都要使用连字符“＼”。在汇编指令段中可以使用C语言的注释语句。需要特别注意的是__asm是两个下划线。 内嵌汇编注意事项必须小心使用物理寄存器，如R0~R3，LR和PC 不要使用寄存器寻址变量 使用内嵌汇编时，编译器自己会保存和恢复它可能用到的寄存器，用户无须保存和恢复寄存器。事实上，除了CPSR和SPSR寄存器，对物理寄存器没写就读都会引起汇编器报错。 LDM和STM指令的寄存器列表只允许物理寄存器 汇编语言用“，”作为操作数分隔符 内嵌汇编举例 #include void my_strcpy(const char *src, char *dest) { char ch; _asm { loop: ldrb ch, [src], #1 strb ch, [dest], #1 cmp ch, #0 bne loop } } int main() { char *a = "forget it and move on!"; char b[64]; my_strcpy(a, b); printf("original: %s", a); printf("copyed: %s", b); return 0; } C和ARM汇编程序间相互调用在C和ARM汇编程序之间相互调用必须遵守ATPCS（ARM-Thumb Procedure Call Standard）规则。 汇编程序对C全局变量的访问汇编程序可以通过地址间接访问在C语言程序中声明的全局变量。通过使用IMPORT关键词引入全局变量，并利用LDR和STR指令根据全局变量的地址可以访问它们。 对于不同类型的变量，需要采用不同选项的LDR和STR指令，如下所示： unsigned char LDRB/STRB unsigned short LDRH/STRH unsigned int LDR/STR char LDRSB/STRSB short LDRSH/STRSH举例： /* cfile.c 定义全局变量，并作为主调程序 */ #include int gVar_1 = 12; extern asmDouble(void); int main() { printf("original value of gVar_1 is: %d", gVar_1); asmDouble(); printf(" modified value of gVar_1 is: %d", gVar_1); return 0; }对应的汇编语言文件: ;called by main(in C),to double an integer, a global var defined in C is used. AREA asmfile, CODE, READONLY EXPORT asmDouble IMPORT gVar_1 asmDouble ldr r0, =gVar_1 ldr r1, [r0] mov r2, #2 mul r3, r1, r2 str r3, [r0] mov pc, lr END 在C语言程序中调用汇编程序为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS。在汇编程序中需要使用EXPORT伪操作来声明，使得本程序可以被其它程序调用。同时，在C程序调用该汇编程序之前需要在C语言程序中使用extern关键词来声明该汇编程序。 举例： /* cfile.c *in C,call an asm function, asm_strcpy */ #include extern void asm_strcpy(const char *src, char *dest); int main() { const char *s = "seasons in the sun"; char d[32]; asm_strcpy(s, d); printf("source: %s", s); printf(" destination: %s",d); return 0; } ;asm function implementation AREA asmfile, CODE, READONLY EXPORT asm_strcpy asm_strcpy loop ldrb r4, [r0], #1 address increment after read cmp r4, #0 beq over strb r4, [r1], #1 b loop over mov pc, lr END 在汇编程序中调用C语言程序为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序的设计要遵守ATPCS。在C程序中不需要使用任何关键字来声明将被汇编语言调用的C程序，但是在汇编程序调用该C程序之前需要在汇编语言程序中使用IMPORT伪操作来声明该C程序。在汇编程序中通过BL指令来调用子程序。 举例： ;the details of parameters transfer comes from ATPCS ;if there are more than 4 args, stack will be used EXPORT asmfile AREA asmfile, CODE, READONLY IMPORT cFun ENTRY mov r0, #11 mov r1, #22 mov r2, #33 BL cFun END /*C file, called by asmfile */ int cFun(int a, int b, int c) { return a + b + c;参考文献： 孟祥莲．嵌入式系统原理及应用教程（第2版）[M]．北京：清华大学出版社，2017. |
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