arm编程,c语言中嵌入汇编实现1+2+3+...+100

2024-11-23 01:51:36
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  C语言中static关键字的常见用法及举例

  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

  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,

  #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);

  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

  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

  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

  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

  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