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1.導(dǎo)語(yǔ) 當(dāng)需要C/C++與匯編混合編程時(shí)，可以有以下兩種處理策略： 若匯編代碼較短，則可在C/C++源文件中直接內(nèi)嵌匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)混合編程。 若匯編代碼較長(zhǎng)，可以單獨(dú)寫成匯編文件，最后以匯編文件的形式加入項(xiàng)目中，通過(guò)ATPCS規(guī)定與C程序相互調(diào)用及訪問(wèn)。 2. 內(nèi)嵌匯編語(yǔ)言指令 用C/C++程序嵌入?yún)R編程序中可以實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)語(yǔ)言沒(méi)有的功能，提高程序執(zhí)行效率。armcc編譯器的內(nèi)嵌匯編器支持ARM指令集，tcc編譯器的內(nèi)嵌匯編器支持Thumb指令集。 2.1 內(nèi)嵌匯編指令的語(yǔ)法格式 在ARM的C語(yǔ)言程序中可以使用關(guān)鍵字__asm來(lái)加入一段匯編語(yǔ)言的程序，格式如下： [cpp] view plain copy 1. __asm 2. { 3. 指令 [;指令] /* comments */ 4. ... 5. 6. 指令 7. } 其中，{ }中的指令都為匯編指令，一行允許寫多條匯編指令語(yǔ)句，指令語(yǔ)句之間要用分號(hào)隔開(kāi)。在匯編指令段中，注釋語(yǔ)句采用C語(yǔ)言的注釋格式。ARM C++程序中除了可以使用關(guān)鍵字__asm來(lái)標(biāo)識(shí)一段內(nèi)嵌匯編指令程序外，還可以使用關(guān)鍵詞asm來(lái)表示一段內(nèi)嵌匯編指令。 格式如下：asm ("指令"); 其中，asm后面的括號(hào)中必須是一條匯編指令語(yǔ)句，并且不能包含注釋語(yǔ)句。 2.2 使能/禁止IRQ中斷實(shí)例 [cpp] view plain copy 1. void enable_IRQ(void) //使能中斷程序 2. { 3. int tmp; //定義臨時(shí)變量，后面使用 4. __asm //內(nèi)嵌匯編程序的關(guān)鍵詞 5. { 6. MRS tmp, CPSR //把狀態(tài)寄存器加載給tmp 7. BIC tmp, tmp, #80 //將IRQ控制位清0 8. MSR CPSR_c, tmp //加載程序狀態(tài)寄存器 9. } 10. } 11. 12. void disable_IRQ(void) //禁止中斷程序 13. { 14. int tmp; //定義臨時(shí)變量，后面使用 15. __asm //內(nèi)嵌匯編程序的關(guān)鍵詞 16. { 17. MRS tmp, CPSR //把狀態(tài)寄存器加載給tmp 18. ORR tmp, tmp, #80 //將IRQ控制位置1 19. MSR CPSR_c, tmp //加載程序狀態(tài)寄存器 20. } 21. } 2.3 內(nèi)嵌匯編注意事項(xiàng) 后綴.S文件中的匯編指令是用armasm匯編器進(jìn)行匯編的，而C語(yǔ)言程序中的內(nèi)嵌匯編指令則是用內(nèi)嵌匯編器進(jìn)行匯編的。這兩種匯編器存在一定的差異，所以在內(nèi)嵌匯編時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。 2.3.1 小心使用物理寄存器 必須小心使用物理寄存器，如R0～R3、IP(R12)、LR(R14)和CPSR中的N、Z、C、V標(biāo)志位。因?yàn)橛?jì)算匯編代碼中的C表達(dá)式時(shí)，可能使用這些物理寄存器，并會(huì)修改N、Z、C、V標(biāo)志位。 如計(jì)算： y=x+x/y; [cpp] view plain copy 1. __asm 2. { 3. MOV R0, x //把x的值給R0 4. ADD y, R0, x/y //計(jì)算x/y時(shí)R0的值會(huì)被修改 5. } 2.3.2 內(nèi)嵌匯編程序中允許使用C變量 在計(jì)算x/y時(shí)R0會(huì)被修改，從而影響R0+x/y的結(jié)果。內(nèi)嵌匯編程序中允許使用C變量，用C變量來(lái)代替寄存器R0可以解決上述問(wèn)題。這時(shí)內(nèi)嵌匯編器將會(huì)為變量var分配合適的存儲(chǔ)單元，從而避免沖突的發(fā)生。如果內(nèi)嵌匯編器不能分配合適的存儲(chǔ)單元，它將會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤。 [cpp] view plain copy 1. int var; 2. __asm 3. { 4. MOV var, x //把x的值給R0 5. ADD y, var, x/y //計(jì)算x/y時(shí)R0的值會(huì)被修改 6. } 2.3.3 不需要保存和恢復(fù)用到的寄存器 對(duì)于在內(nèi)嵌匯編語(yǔ)言程序中用到的寄存器，編譯器在編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)保存和恢復(fù)這些寄存器，用戶不用保存和恢復(fù)這些寄存器。除了CPSR和SPSR寄存器外，其他物理寄存器在讀之前必須先賦值，否則編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。 [cpp] view plain copy 1. int fun (int x) 2. { 3. __asm 4. { 5. STMFD SP!, {R0} //保存R0，先讀后寫，匯編出錯(cuò) 6. ADD R0, x, #1 7. EOR x, R0, x 8. LDMFD SP!, {R0} //多余的 9. } 10. return x; 11. } 3. 匯編與C/C++程序的變量相互訪問(wèn) 3.1 匯編程序訪問(wèn)C/C++程序變量 在C/C++程序中聲明的全局變量可以被匯編程序通過(guò)地址間接訪問(wèn)。具體訪問(wèn)方法/步驟如下： 1) 在C/C++程序中聲明全局變量。 2) 在匯編程序中使用IMPORT/EXTERN偽指令聲明引用該全局變量。 3) 使用LDR偽指令讀取該全局變量的內(nèi)存地址。 4) 根據(jù)該數(shù)據(jù)的類型，使用相應(yīng)的LDR指令讀取該全局變量；使用相應(yīng)的STR指令存儲(chǔ)該全局變量的值。對(duì)于不同類型的變量，需要采用不同選項(xiàng)的LDR和STR指令，如下表所示。 對(duì)于結(jié)構(gòu)，如果知道各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的偏移量，可以通過(guò)存儲(chǔ)/加載指令訪問(wèn)。如果結(jié)構(gòu)所占空間小于8個(gè)字，可以使用LDM和STM一次性讀寫。 讀取C的一個(gè)全局變量，并進(jìn)行修改，然后保存新的值到全局變量中: [cpp] view plain copy 1. AREA Example4, CODE, READONLY 2. EXPORT AsmAdd 3. IMPORT g_cVal @聲明外部變量g_cVal,在C中定義的全局變量 4. Add 5. LDR R1, =g_cVal @裝載變量地址 6. LDR R0, [R1] @從地址中讀取數(shù)據(jù)到R0 7. ADD R0, R0, #1 @加1操作 8. STR R0, [R1] @保存變量值 9. MOV PC, LR @程序返回 10. END 3.2 C/C++程序訪問(wèn)匯編程序數(shù)據(jù) 在匯編程序中聲明的數(shù)據(jù)可以被C/C++程序所訪問(wèn)。具體訪問(wèn)方法/步驟如下： 1) 在匯編程序中用EXPORT/GLOBAL偽指令聲明該符號(hào)為全局標(biāo)號(hào)，可以被其他文件應(yīng)用。 2) C/C++程序中定義相應(yīng)數(shù)據(jù)類型的指針變量。 3) 對(duì)該指針變量賦值為匯編程序中的全局標(biāo)號(hào)，利用該指針訪問(wèn)匯編程序中的數(shù)據(jù)。 假設(shè)在匯編程序中定義了一塊內(nèi)存區(qū)域，并保存一串字符，匯編代碼如下： [cpp] view plain copy 1. EXPORT Message @聲明全局標(biāo)號(hào) 2. Message DCB "HELLO$" @定義了5個(gè)有效字符，$為結(jié)束符 [cpp] view plain copy 1. extern char* Message; 2. int MessageLength() 3. { 4. int Length = 0; 5. char *pMessage; //定義字符指針變量 6. pMessage = Message; //指針指向Message 內(nèi)存塊的首地址 7. 8. /*while循環(huán)，統(tǒng)計(jì)字符串的長(zhǎng)度*/ 9. while(*pMessage != '$') //$為字符串的結(jié)束符 10. { 11. Length++; 12. pMessage++; 13. } 14. return(Length); //返回字符串的長(zhǎng)度 15. } 4. 匯編與C/C++程序的函數(shù)相互調(diào)用 C/C++程序和ARM匯編程序之間相互調(diào)用必須遵守ATPCS（ARM/Thumb Procedure Call Standard）規(guī)則。使用ADS的C語(yǔ)言編譯器編譯的C語(yǔ)言子程序會(huì)自動(dòng)滿足用戶指定的ATPCS類型。而對(duì)于匯編語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，完全要依賴用戶來(lái)保證各個(gè)子程序滿足選定的ATPCS類型。具體來(lái)說(shuō)，匯編程序必須滿足以下3個(gè)條件才能實(shí)現(xiàn)與C語(yǔ)言的相互調(diào)用： 1) 在子程序編寫時(shí)必須遵守相應(yīng)的ATPCS規(guī)則。 2) 堆棧的使用要遵守相應(yīng)的ATPCS規(guī)則。 3) 在匯編編譯器中使用-atpcs選項(xiàng)。 4.1 ATPCS基本規(guī)則 ATPCS基本規(guī)則見(jiàn)ATPCS。 4.2 C程序調(diào)用匯編程序 匯編程序的設(shè)置要遵循ATPCS規(guī)則，保證程序調(diào)用時(shí)參數(shù)的正確傳遞，在這種情況下，C程序可以調(diào)用匯編子函數(shù)。C程序調(diào)用匯編程序的方法如下： 1) 匯編程序中使用EXPORT偽指令聲明本子程序可外部使用，使其他程序可調(diào)用該子程序。 2) 在C語(yǔ)言程序中使用extern關(guān)鍵字聲明外部函數(shù)(聲明要調(diào)用的匯編子程序)，才可調(diào)用此匯編的子程序。 [cpp] view plain copy 1. #include 2. extern void strcopy(char *d, const char *s); //聲明外部函數(shù)，即要調(diào)用的匯編子程序 3. int main(void) 4. { 5. const char *srcstr = "First ource"; //定義字符串常量 6. char dststr[] = "Second string-destination"; //定義字符串變量 7. printf("Before copying： \n"); 8. printf("src=%s, dst=%s\n", srcstr, dststr); //顯示源字符串和目標(biāo)字符串的內(nèi)容 9. strcopy(dststr, srcstr); //調(diào)用匯編子程序R0=dststr, R1=srcstr 10. printf("After copying： \n"); 11. printf("src=%s, dst=%s\n", srcstr, dststr); //顯示復(fù)制后的結(jié)果 12. return(0); 13. } strcopy實(shí)現(xiàn)代碼如下： [cpp] view plain copy 1. AREA Example, CODE, READONLY @聲明代碼段Example 2. EXPORT strcopy @聲明strcopy，以便外部函數(shù)調(diào)用 3. 4. strcopy @ R0為目標(biāo)字符串的地址, R1為源字符串的地址 5. 6. LDRB R2, [R1], #1 @讀取字節(jié)數(shù)據(jù)，源地址加1 7. STRB R2, [R0], #1 @保存讀取的1字節(jié)數(shù)據(jù)，目標(biāo)地址加1 8. CMP R2, #0 @判斷字符是否復(fù)制完畢 9. BNE strcopy @沒(méi)有復(fù)制完，繼續(xù)循環(huán)復(fù)制 10. MOV PC, LR 4.3 匯編程序調(diào)用C程序 匯編程序設(shè)置要遵循APTCS規(guī)則，保證程序調(diào)用時(shí)參數(shù)的正確傳遞。匯編程序調(diào)用C程序的方法如下： 在匯編程序中使用IMPORT偽指令聲明將要調(diào)用的C程序函數(shù)。 在調(diào)用C程序時(shí)，要正確設(shè)置入口參數(shù)，然后使用BL指令調(diào)用。 [cpp] view plain copy 1. int sum(int a, int b, int c, int d, int e) 2. { 3. return(a+b+c+d+e); //返回5個(gè)變量的和 4. } [cpp] view plain copy 1. AREA Example, CODE, READONLY 2. IMPORT sum @ 聲明外部標(biāo)號(hào)sum，即C函數(shù)sum() 3. EXPORT CALLSUM 4. UM 5. STMFD SP!, {LR} @LR寄存器入棧 6. MOV R0, #1 @設(shè)置sum函數(shù)入口參數(shù)，R0為參數(shù)a 7. MOV R1, #2 @R1為參數(shù)b 8. MOV R2, #3 @R2為參數(shù)c 9. MOV R3, #5 @參數(shù) e=5，保存到堆棧中 10. STR R3, {SP, #-4}! 11. MOV R3, #4 @R3為參數(shù)d, d=4 12. BL sum @調(diào)用C程序中的sum函數(shù)，結(jié)果放在R0中 13. ADD SP, SP, #4 @調(diào)整堆棧指針 14. LDMFD SP, {PC} @程序返回 15. END 以上程序使用了5個(gè)參數(shù)，分別使用寄存器R0存儲(chǔ)第1個(gè)參數(shù)，R1存儲(chǔ)第2個(gè)參數(shù)，R2存儲(chǔ)第3個(gè)參數(shù)，R3存儲(chǔ)第4個(gè)參數(shù)，第5個(gè)參數(shù)利用堆棧傳送。由于利用了堆棧傳遞參數(shù)，在程序調(diào)用結(jié)束后要調(diào)整堆棧指針。匯編程序中調(diào)用了C程序的sum子函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了1+2+3+4+5，最后相加結(jié)果保存在R0寄存器中。 以下課程可免費(fèi)試聽(tīng)C語(yǔ)言、電子、PCB、STM32、Linux、FPGA、JAVA、安卓等。 想學(xué)習(xí)的你和我聯(lián)系預(yù)約就可以免費(fèi)聽(tīng)課了。 宋工企鵝號(hào)：3524-6590-88 Tel/WX：173--1795--1908 |
