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ARM中ADS环境下C语言和汇编语言混合编程及示例

发布时间:2019-06-27 13:02 来源:未知 编辑:admin

  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。

  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:

  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;

  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。

  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

  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

  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

  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(ARMThumb Procedure Call Standard),具体见ATPCS规范。

  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。

  在汇编语言中调用C语言的函数,参数的传递也是按照ATPCS规范来实现的。

  在这里简单介绍一下部分ATPCS规范:子程序间通过寄存器R0~R3来传递参数。

  B.寄存器R12用于子程序间scratch寄存器(用于保存SP,在函数返回时使用该寄存器出桟),记作IP。

  C.寄存器R13用于数据栈指针,记作SP。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。

  F.参数不超过4个时,可以使用寄存器R0~R3来传递参数,当参数超过4个时,还可以使用数据栈来传递参数。

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