ARM中ADS环境下C语言和汇编语言混合编程及示例(转）
lpc2000系列 2009-11-18 09:50:51 阅读230 评论0 字号：大中小
稍大规模的嵌入式程序设计中，大部分的代码都是用C来编写的，主要是因为C语言具有较强的结构性，便于人的理解，并且具有大量的库支持。但对于一写硬件上的操作，很多地方还是要用到汇编语言，例如硬件系统的初始化中的CPU 状态的设定，中断的使能，主频的设定，RAM控制参数等。另外在一些对性能非常敏感的代码块，基于汇编与机器码一一对应的关系，这时不能依靠C编译器的生成代码，而要手工编写汇编，从而达到优化的目的。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。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，不涉及C++语言。
一、在C语言中内嵌汇编
    在C中内嵌的汇编指令包含大部分的ARM和Thumb指令，不过使用与单纯的汇编程序使用的指令略有不同，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 R12和R13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把R0-R3、R12及R14用于子程序调用，因此避免直接使用这些物理寄存器；
    d 一般不要直接指定物理寄存器；
    e 让编译器进行分配内嵌汇编使用的标记是__asm或asm关键字，用法如下：__asm{instruction [; instruction]}或 asm(instruction
 
[; instruction])。
    下面是一个例子来说明如何在C中内嵌汇编语言
C语言文件.c httphi.baiduprocatlaw


#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;
}

    在此例子中C语言和汇编之间的值传递是用C语言的指针来实现的，因为指针对应的是地址，所以汇编中也可以访问。
二、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，但是有很多的限制。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
 
编文件和C文件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。
    下面是一个C语言和汇编语言共享全局变量的例子：
C语言文件.c

#include stdio.h
int gVar=12;
c语言中文网汇编语言
extern asmDouble(void);
int main(){
      printf(original value of gVar is %d, gVar_1);
      asmDouble();
      printf( modified value of gVar is %d, gVar_1);
      return 0;
}
;汇编语言文件.S httphi.baiduprocatlaw
      AREA asmfile, CODE, READONLY EXPORT asmDouble
      IMPORT gVar
asmDouble
      ldr r0, =gVar
      ldr r1, [r0]
      mov r2, #2
      mul r3, r1, r2
      str r3, [r0]
      mov pc, lr
      END

    在此例中，汇编文件与C文件之间相互传递了全局变量gVar和函数asmDouble，留意声明的关键字extern和IMPORT
三、在C中调用汇编的函数
    有一些对机器要求高的敏感函数，通过C语言编写再通过C编译器翻译有时会出现误差，因此这样的函数一般采用汇编语言来编写，然后供C语言调用。在C文件中调用汇编文件中
的函数，要注意的有两点，一是要在C文件中声明所调用的汇编函数原型，并加入extern关键字作为引入函数的声明；二是在汇编文件中对对应的汇编代码段标识用EXPORT关键字作为导出函数的声明，函数通过mov pc, lr指令返回。这样，就可以在C文件中使用该函数了。从C语言的角度的角度，并不知道调用的函数的实现是用C语言还是汇编汇编语言，原因C语言的函数名起到表明函数
代码起始地址的作用，而这个作用和汇编语言的代码段标识符是一致的。
    下面是一个C语言调用汇编函数例子：

C语言文件.c httphi.baiduprocatlaw
#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;
}
 
;汇编语言文件.S httphi.baiduprocatlaw
      AREA asmfile, CODE, READONLY
      EXPORT asm_strcpy
asm_strcpy
      loop
      ldrb r4, [r0], #1
      cmp r4, #0
      beq over
      strb r4, [r1], #1
      b loop
      over
      mov pc, lr
      END

    在此例中，C语言和汇编语言之间的参数传递是通过对应的用R0-R3来进行传递，即R0传递第一个参数，R1传递第二个参数，多于4个时借助栈完成，函数的返回值通过R0来传递。这个规定叫作ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard），具体见ATPCS规范。
四、在汇编中调用C的函数
    在汇编语言中调用C语言的函数，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。
    下面是一个汇编语言调用C语言函数例子：
C语言文件.c  int cFun(int a, int b, int c){  return a+b+c;}
;汇编语言文件.S  AREA asmfile, CODE, READONLY
      EXPORT cFun
start
      mov r0, #0x1
      mov r1, #0x2
      mov r2, #0x3
      bl cFun

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