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:
不能直接向PC寄存器赋值,程序跳转要使用B或者BL指令
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
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
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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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 |