这个之前学ARM时看的,本人觉得讲得不错,大家可以参考下.

ARMC和汇编混合编程及示例在嵌入式系统开发中,目前使用的主要编程语言是C和汇编,C++已经有相应的编译器,但是现在使用还是比较少的。在稍大规模的嵌入式软件中,例如含有OS,大部分的代码都是用C编写的,
主要是因为 C语言的结构比较好,便于人的理解,而且有大量的支持库。尽管如此,很多地方还是要用到汇编语言,例如开机时硬件系统的初始化,包括 CPU状态的设定,中断的使能,主频的设定,以及 RAM的控制参数及初始化,一些中断处理方面也可能涉及汇编。另外一个使用汇编的地方就是一些对性能非常敏感的代码块,这是不能依靠 C编译器的生成代码,而要手工编写汇编,达到优化的目的。而且,汇编语言是和 CPU的指令集紧密相连的,作为涉及底层的嵌入式系统开发,熟练对应汇编语言的使用也是必须的。
单纯的 C或者汇编编程请参考相关的书籍或者手册,这里主要讨论C和汇编的混合编程,包括相互之间的函数调用。下面分四种情况来进行讨论,暂不涉及 C++
1.在 C语言中内嵌汇编
C中内嵌的汇编指令包含大部分的 ARMThumb指令,不过其使用与汇编文件中的指令有些不同,存在一些限制,主要有下面几个方面:
a. 不能直接向 PC寄存器赋值,程序跳转要使用 B或者 BL指令
b. 在使用物理寄存器时,不要使用过于复杂的
C表达式,避免物理寄存器冲突 c. R12R13可能被编译器用来存放中间编译结果,计算表达式值时可能将 R0R3R12R14用于子程序调用,因此要避免直接使用这些物寄存器
d. 一般不要直接指定物理寄存器,而让编译器进行分配内嵌汇编使用的标记是 __asm或者
asm关键字,用法如下:
__asm
{
instruction [; instruction]
...
[instruction]
}
asm("instruction [; instruction]");
下面通过一个例子来说明如何在
C中内嵌汇编语言,
#include <stdio.h>
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;
}
在这里 C和汇编之间的值传递是用 C的指针来实现的,因为指针对应的是地址,所以汇编中也可以访问。
2.在汇编中使用 C定义的全局变量内嵌汇编不用单独编辑汇编语言文件,比较简洁,但是有诸多限制,当汇编的代码较多时一般放在单独的汇编文件中。这时就需要在汇编和 C之间进行一些数据的传递,最简便的办法就是使用全局变量。
/* cfile.c
* 定义全局变量,并作为主调程序
*/
#include <stdio.h>
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
3.在
C中调用汇编的函数在 C中调用汇编文件中的函数,要做的主要工作有两个,一是在 C中声明函数原型,并加 extern关键字;二是在汇编中用 EXPORT导出函数名,并用该函数名作为汇编代码段的标识,最后用 mov pc, lr返回。然后,就可以在 C中使用该函数了。从
C的角度,并不知道该函数的实现是用 C还是汇编。更深的原因是因为 C的函数名起到表明函数代码起始地址的左右,这个和汇编的 label是一致的。
/* cfile.c
* in C,call an asm function, asm_strcpy
* Sep 9, 2004
*/
#include <stdio.h>
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
www.2beanet.com
ldrb r4, [r0], #1 address increment after read
cmp r4, #0
beq over
strb r4, [r1], #1
b loop
over
mov pc, lr
END
在这里,C和汇编之间的参数传递是通过 ATPCSARM Thumb Procedure Call Standard)的规定来进行的。简单的说就是如果函数有不多于四个参数,对应的用 R0-R3来进行传递,多于4个时借助栈,函数的返回值通过 R0来返回。
4.在汇编中调用C的函数
在汇编中调用 C的函数,需要在汇编中 IMPORT对应的 C函数名,然后将 C的代码放在一个独立的C文件中进行编译,剩下的工作由连接器来处理。
;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;
}
在汇编中调用 C的函数,参数的传递也是通过 ATPCS来实现的。需要指出的是当函数的参数个数大于 4时,要借助 stack,具体见 ATPCS规范。
小结
以上通过几个简单的例子演示了嵌入式开发中常用的 C和汇编混合编程的一些方法和基本的思路其实最核心的问题就是如何在 C和汇编之间传值,剩下的问题就是各自用自己的方式来进行处理。以上只是抛砖引玉,更详细和复杂的使用方法要结合实际应用并参考相关的资料。
说明以上代码在 ADS 1.2的工程中编译,并在对应的 AXD中软件仿真通过。
参考资料
1.杜春雷,ARM体系结构与编程,清华大学出版社,2003
2UC/OS-II for ARM移植的相关启动代码