1、第4章 ARM C程序開發(fā),在應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，若所有的編程任務(wù)均用匯編語言來完成，其工作量是可想而知的，同時(shí)，不利于系統(tǒng)升級(jí)或應(yīng)用軟件移植。 事實(shí)上，ARM體系結(jié)構(gòu)支持C/C+以及與匯編語言的混合編程，在一個(gè)完整的程序設(shè)計(jì)中，除了初始化部分用匯編語言完成以外，其主要的編程任務(wù)一般都用C/C+完成。,匯編語言與C/C+的混合編程通常有以下幾種方式： 在C/C+代碼中嵌入?yún)R編指令； 在匯編程序和C/C+的程序之間進(jìn)行變量的互訪； 匯編程序、C/C+程序間的相互調(diào)用。,Semihosting 在ADS的C語言函數(shù)庫中，某些ANSI C的功能是由主機(jī)的調(diào)試環(huán)境來提供的，這套機(jī)制有一個(gè)專門術(shù)語叫S

2、emihosting。Semihosting通過一組軟件中斷(SWI)指令來實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)一個(gè)Semihosting軟中斷被執(zhí)行時(shí)，調(diào)試系統(tǒng)先識(shí)別這個(gè)SWI請(qǐng)求，然后掛起正在運(yùn)行的程序，調(diào)用Semihosting的服務(wù)，完成后再恢復(fù)原來的程序執(zhí)行。因此，主機(jī)執(zhí)行的任務(wù)對(duì)于程序來說是透明的。,4.1 C語言內(nèi)嵌匯編語言程序開發(fā),在C程序中嵌入?yún)R編程序，可以實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)語言所沒有的功能，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。 1. 內(nèi)嵌匯編的語法 _asm 指令;指令 *注釋* 指令 ,4.1.1 內(nèi)嵌匯編的指令用法,(1) 操

3、作數(shù) 內(nèi)嵌的匯編指令中作為操作數(shù)的寄存器和常量可以是C表達(dá)式。 這些表達(dá)式可以是char、short或int類型，而且這些表達(dá)式都是作為無符號(hào)數(shù)進(jìn)行操作。 若需要有符號(hào)數(shù)，用戶需要自己處理與符號(hào)有關(guān)的操作。 編譯器將會(huì)計(jì)算這些表達(dá)式的值，并為其分配寄存器。,(2) 物理寄存器 內(nèi)嵌匯編中使用物理寄存器有以下限制： 不能直接向PC寄存器賦值，程序跳轉(zhuǎn)只能使用B或BL指令實(shí)現(xiàn)。 使用物理寄存器的指令中，不要使用過于復(fù)雜的C表達(dá)式。因?yàn)楸磉_(dá)式過于復(fù)雜時(shí)，將會(huì)需要較多的物理寄存器。這些寄存器可能與指令中的物理寄存器在使用時(shí)發(fā)生沖突。 編譯器可能會(huì)使用R12或R13存放編譯的中間結(jié)果。在計(jì)算表達(dá)式的值時(shí)

4、可能會(huì)將寄存器R0R3、R12和R14用于子程序調(diào)用。因此，在內(nèi)嵌的匯編指令中，不要將這些寄存器同時(shí)指定為指令中的物理存儲(chǔ)器。 通常內(nèi)嵌的匯編指令中不要指定物理寄存器，因?yàn)檫@可能會(huì)影響編譯器分配寄存器，進(jìn)而影響代碼的效率。,(3) 常量。在內(nèi)嵌匯編指令中，常量前面的“#”可以省略。 (4) 指令展開。內(nèi)嵌的匯編指令中，如果包含常量操作數(shù)，則該指令有可能被內(nèi)嵌匯編器展開成幾條指令。 (5) 標(biāo)號(hào)。C程序中的標(biāo)號(hào)可以被內(nèi)嵌的匯編指令使用。但是只有指令B可以使用C程序中的標(biāo)號(hào)，而指令BL則不能使用。 (6) 內(nèi)存單元的分配。所有的內(nèi)存分配均由C編譯器完成，分配的內(nèi)存單元通過變量供內(nèi)嵌匯編器使用。內(nèi)嵌

5、匯編器不支持內(nèi)嵌匯編程序中用于內(nèi)存分配的偽指令。,內(nèi)嵌匯編器不支持通過“.”指示符或PC獲取當(dāng)前指令地址； 不支持“LDR Rn，expr”偽指令，而使用“MOV Rn，expr”指令向寄存器賦值； 不支持標(biāo)號(hào)表達(dá)式；不支持ADR和ADRL偽指令； 不支持BX指令； 不能向PC賦值。 當(dāng)使用8位移位常數(shù)導(dǎo)致CPSR的ALU標(biāo)志更新時(shí)，N、Z、C和V標(biāo)志中的C不具有真實(shí)意義。,4.1.2 內(nèi)嵌匯編器與armasm匯編器的差異,4.1.3 內(nèi)嵌匯編注意事項(xiàng),(1)必須小心使用物理寄存器. 如R0R3、PC、LR和CPSR中的N、Z、C和V標(biāo)志位,因?yàn)橛?jì)算匯編代碼中的C表達(dá)式時(shí),可能會(huì)使用這些物理寄

6、存器,并會(huì)修改N、Z、C和V 標(biāo)志位。 例如： _asm MOVS var，x ADDNE y，var，x/y 計(jì)算x/y時(shí)CPSR會(huì)被修改。內(nèi)嵌匯編器探測(cè)到隱含的寄存器沖突就會(huì)報(bào)錯(cuò)。,（2）不要使用寄存器代替變量。 盡管有時(shí)寄存器明顯對(duì)應(yīng)某個(gè)變量，但也不能直接使用寄存器代替變量。 例如： int bad_f(int x) / x存放在R0中 _asm ADD R0，R0，#1 /發(fā)生寄存器沖 突，實(shí)際上x的值并沒有變化 return(x)； ,盡管根據(jù)編譯器的編譯規(guī)則似乎可以確定R0對(duì)應(yīng)x，但這樣的代碼會(huì)使內(nèi)嵌匯編器認(rèn)為發(fā)生了寄存器沖突。 用其它寄存器代替R0存放參數(shù)x，使得該函數(shù)將x原封不

7、動(dòng)地返回。 這段代碼的正確寫法如下： int bad_f(int x) _asm ADD x，x，#1 return(x)； ,(3) 使用內(nèi)嵌式匯編無需保存和恢復(fù)寄存器。 事實(shí)上，除了CPSR和SPSR寄存器，對(duì)物理寄存器先讀后寫都會(huì)引起匯編器報(bào)錯(cuò)。 例如： int f(int x) _asm STMFD SP!，R0 /保存R0。先讀后寫，匯 編出錯(cuò) ADD R0，x，1 EOR x，R0，x LDMFD SP!，R0 return(x)； ,(4)LDM和STM指令的寄存器列表中只允許使用物理寄存器。 內(nèi)嵌匯編可以修改處理器模式、協(xié)處理器模式以及FP、SL、SB等APCS寄存器。但是編譯

8、器在編譯時(shí)并不了解這些變化，因此必須保證在執(zhí)行C代碼前恢復(fù)相應(yīng)被修改的處理器模式。,(5) 匯編語言中的“，”號(hào)作為操作數(shù)分隔符。 如果有C表達(dá)式作為操作數(shù)，若表達(dá)式中包含有“，”，則必須使用符號(hào)“(”和“)”將其歸約為一個(gè)匯編操作數(shù)。 例如： _asm ADD x，y，(f()，z) /“f()，z”為一個(gè)帶有“，” 的C表達(dá)式 ,4.1.4 例子,例4-1 #include int main() printf(Hello,ARM C world!n); return 0; ,例4-2 #include int main() int i,j; printf(please input i,j:

9、n); scanf(%d,%d, ,例4-3 字符串到數(shù)組的復(fù)制 #include void my_strcpy(const char * src, char * dst) int ch; _asm LOOP: LDRBch,src,#1 STRBch,dst,#1 CMPch,#0 BNELOOP ,int main() const char *a = Hello,World!; char b20; my_strcpy(a,b); printf(Original String: %sn,a); printf(Copied String: %sn,b); return 0; ,例4-4 使能禁能IRQ中斷 _inline void enable_IRQ(void) int tmp； _asm /嵌入?yún)R編代碼 MRS tmp，CPSR /讀取CPSR的值 BIC tmp,tmp,#0 x80 MSR CPSR_c,tmp ,