说说C与汇编之间的互相联系(转)
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
在C中内嵌的汇编指令包含⼤部分的ARM和Thumb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. 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将R0到R3、R12及R14⽤于⼦程序调⽤,因此要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,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,
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。
#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);
return0;
}
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
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);
return0;
}
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
c++strcpy函数用法/* 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);
return0;
}
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。
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
在这⾥,C和汇编之间的参数传递是通过ATPCS(ARM 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,
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。

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