ARM汇编与C语言混合编程.ppt

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1、基于ARM的C语言与汇编语言混合编程,C语言与汇编语言混合编程应遵守的规则,在使用C语言时，要用到和汇编语言的混合编程。若汇编代码较为简洁，则可使用直接内嵌汇编的方法；否则要将汇编程序以文件的形式加入到项目中，按照ATPCS(ARM/Thumb过程调用标准，ARM/Thumb Procedure Call Standard)的规定与C程序相互调用与访问。,在C程序和ARM汇编程序之间相互调用时必须遵守ATPCS规则。ATPCS规定了一些子程序间调用的基本规则，哪寄存器的使用规则，堆栈的使用规则和参数的传递规则等。,ATPCS规则,1)寄存器的使用规则子程序之间通过寄存器r0r3来传递参数，当参

2、数个数多于4个时，使用堆栈来传递参数。此时r0r3可记作A1A4。在子程序中，使用寄存器r4r11保存局部变量。因此当进行子程序调用时要注意对这些寄存器的保存和恢复。此时r4r11可记作V1V8。寄存器r12用于保存堆栈指针SP，当子程序返回时使用该寄存器出栈，记作IP。寄存器r13用作堆栈指针，记作SP。寄存器r14称为链接寄存器，记作LR。该寄存器用于保存子程序的返回地址。寄存器r15称为程序计数器，记作PC。,2)堆栈的使用规则ATPCS规定堆栈采用满递减类型(FD,Full Descending)，即堆栈通过减小存储器地址而向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。3)参数的传递

3、规则 整数参数的前4个使用r0r3传递，其他参数使用堆栈传递；浮点参数使用编号最小且能够满足需要的一组连续的FP寄存器传递参数。子程序的返回结果为一个32位整数时，通过r0返回；返回结果为一个64位整数时，通过r0和r1返回；依此类推。结果为浮点数时，通过浮点运算部件的寄存器F0、D0或者S0返回。,ATPCS规则,2、汇编程序调用C程序的方法汇编程序的书写要遵循ATPCS规则，以保证程序调用时参数正确传递。在汇编程序中调用C程序的方法为：首先在汇编程序中使用IMPORT伪指令事先声明将要调用的C语言函数；然后通过BL指令来调用C函数。,例如在一个C源文件中定义了如下求和函数：int add(

4、int x,int y)return(x+y);调用add()函数的汇编程序结构如下：IMPORT add;声明要调用的C函数MOV r0,1MOV r1,2BL add;调用C函数add当进行函数调用时，使用r0和r1实现参数传递，返回结果由r0带回。函数调用结束后，r0的值变成3。,3、C程序调用汇编程序的方法C程序调用汇编程序时，汇编程序的书写也要遵循ATPCS规则，以保证程序调用时参数正确传递。在C程序中调用汇编子程序的方法为：首先在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明被调用的子程序，表示该子程序将在其他文件中被调用；然后在C程序中使用extern关键字声明要调用的汇编子程序为外部函数

5、。,例如在一个汇编源文件中定义了如下求和函数：EXPORT add;声明add子程序将被外部函数调用 add;求和子程序add ADD r0,r0,r1 MOV pc,lr 在一个C程序的main()函数中对add汇编子程序进行了调用：extern int add(int x,int y);/声明add为外部函数 void main()int a=1,b=2,c;c=add(a,b);/调用add子程序 当main()函数调用add汇编子程序时，变量a、b的值会给了r0和r1，返回结果由r0带回，并赋值给变量c。函数调用结束后，变量c的值变成3。,4、C程序中内嵌汇编语句在C语言中内嵌汇编语句

6、可以实现一些高级语言不能实现或者不容易实现的功能。对于时间紧迫的功能也可以通过在C语言中内嵌汇编语句来实现。内嵌的汇编器支持大部分ARM指令和Thumb指令，但是不支持诸如直接修改PC实现跳转的底层功能，也不能直接引用C语言中的变量。,内嵌汇编在C和C语言中嵌入汇编语言可以实现一些高级语言中没有的功能。语法_asm _(“instruction.instruction”);/Linux gcc中支持_asminstruction instruction;/ADS中支持 asm(“instruction;instruction”);/ARM C中使用,ARM汇编程序设计,ARM内嵌汇编语法asm

7、(汇编语句模板:输出部分:输入部分:修改部分),asm(mov%0,%1,ror#1:=r(result):r(value);,共四个部分：汇编语句模板，输出部分，输入部分，破坏描述部分，各部分使用“:”格开，汇编语句模板必不可少，其他三部分可选，如果使用了后面的部分，而前面部分为空，也需要用“:”格开，相应部分内容为空。例如：_asm_ _volatile_(CLI:memory),汇编语句模板汇编语句模板由汇编语句序列组成，语句之间使用“;”、“n”或“nt”分开。指令中的操作数可以使用占位符引用C语言变量，操作数占位符最多10个，名称如下：%0，%1，%9,The assembler i

8、nstructions,defined as a single string constant:mov%0,%1,ror#1,输出部分输出部分描述输出操作数，不同的操作数描述符之间用逗号格开，每个操作数描述符由限定字符串和C语言变量组成。每个输出操作数的限定字符串必须包含“=”表示他是一个输出操作数。,=r(result),输入部分输入部分描述输入操作数，不同的操作数描述符之间使用逗号格开，每个操作数描述符由限定字符串和C语言表达式或者C语言变量组成。r(value),修改部分（modify）:这部分常常以“memory”为约束条件，以表示操作完成后内存中的内容已有改变，如果原来某个寄存器的内

9、容来自内存，那么现在内存中这个单元的内容已经改变。,asm(code:output operand list:input operand list:clobber list);,asm(mov%0,%1,ror#1:=r(result):r(value);%0 refers to=r(result)and%1 refers to r(value)产生的汇编语句：The compiler selected register r3 for bit rotation.It could have selected any other register,though.ldr r3,sp,#0 mov r

10、3,r3,ror#1 str r3,sp,#4,You can add the volatile attribute to the asm statement to instruct the compiler not to optimize your assembler code.asm volatile(mov%0,%1,ror#1:=r(result):r(value);,限制字符,它们的作用是指示编译器如何处理其后的C语言变量与指令操作数之间的关系，例如是将变量放在寄存器中还是放在内存中等，,几个简单的例子Example 1:uint32_t _hi;uint32_t _lo;uint3

11、2_t _result;asm(smull%0,%1,%3,%4nt movs%0,%0,lsr%5nt adc%2,%0,%1,lsl%6:=,CC:If your assembler instruction can alter the condition code register,add cc to the list of clobbered registers.,注意=，&，%的用法,Example 2:,static INLINE real_t _MulHigh(real_t x,real_t y)uint32_t _lo;uint32_t _hi;asm(smullt%0,%1,%

12、2,%3:=,一个完整的例子，在gcc上编译通过,int main(void)const char*a=Hello World!;char b20;int result,value;value=1;asm(mov%0,%1,ror#1:=r(result):r(value);printf(%dn,result);return 1;,5、基于ARM的C语言与汇编语言混合编程举例,下面给出了一个向串口不断发送0 x55的例子：该工程的启动代码使用汇编语言编写，向串口发送数据使用C语言实现，下面是启动代码的整体框架：IMPORT MainAREA Init,CODE,READONLY;ENTRYBL Main;跳转到Main()函数处的C/C+程序END;标识汇编程序结束,下面是使用C语言编写的主函数：#include.incconfig.h/将有关硬件定义的头文件包含进来unsigned char data;/定义全局变量void main(void)Target_Init();/对目标板的硬件初始化 Delay(10);/延时 data=0 x55;/给全局变量赋值 while(1)Uart_Printf(%x,data);/向串口送数 Delay(10);,