STM32的C与汇编语言混合编程

只看该作者 · 2024-12-23 13:00

一、混合编程

C语言还是有其局限性。有些硬件地址是没有地址一说的。比如处理器的寄存器，协处理器和协处理器的寄存器，系统控制器等。这些硬件资源是不可能使用C语言指针来访问的，这时就只好应用汇编指令了。

汇编程序中调用C语言函数
汇编程序使用C语言中定义的全局变量、、
C语言中使用汇编程序中定义的全局变量
C语言中使用汇编程序中定义的全局变量
C语言中内嵌汇编指令

二、C语言嵌套汇编调用函数操作1. 无参数

① C语言程序调用汇编语言函数

main.c

#include<stdio.h>extern void Init_1();int main(){ Init_1(); return 0;}

fun.c

AREA My_Function,CODE,READONLY ;固定格式 EXPORT Init_1 Init_1 MOV R1,#0 MOV R2,#0 LOOP CMP R1,#10 BHS LOOP_END ADD R2,#1 ADD R1,#1 B LOOPLOOP_END NOP END

② 在arm编程里，函数调用过程中，子函数的参数值传递按顺序存放在r0,r1,r2,r3里，超过4个参数值传递放栈帧

在汇编函数那一行前设置断点，即可看到c语言调用汇编函数
主要操作在子函数的参数值传递按顺序存放在r0,r1,r2,r3里，超过4个参数值传递放栈帧里，在第一阶段中主要对R1 R2 进行基本操作
寄存器 r13 是栈指针 sp。它不能用于任何其它用途。sp 中存放的值在退出被调用函数时必须与进入时的值相同。
寄存器 r14 是链接寄存器 lr。如果您保存了返回地址，则可以在调用之间将 r14 用于其它用途，程序返回时要恢复
寄存器 r15 是程序计数器 pc。它不能用于任何其它用途。

③ 调试

2. 有参数

main2.c

# include<stdio.h>extern int Init_1(int x);int main(){ int xx = Init_1(10); printf("%d", xx); return 0;}

func2.s

AREA MY_Function,CODE,READONLY EXPORT Init_1 ; Init_1 ADD R0,#100 ; 将传入的值+100 MOV PC,LR ; 返回R0 LOOP ; 写在最左边的是程序段的段名，执行跳转程序时用到 CMP R1,#10 ; 比较R1和10的大小 BHS LOOP_END ; 如果R1大于等于10，则跳转到LOOP_END程序段，反之忽略该语句，直接执行下面的语句 ADD R2,#1 ; j++ ADD R1,#1 ; i++ B LOOP ; 循环 LOOP_END NOP END ; 必须空格后再写END,不然会被认为是段名，表示程序结束

① 设置断点

起始设R0为100 进行R1 R2 等操作，

② 调试

0x6E=110
在ARM中，子函数的参数值传递按顺序存放在r0,r1,r2,r3里，超过4个参数值传递放栈帧里。
因此Init_1(10)传入的10放到了R0，由MOV PC,LR返回110.

三、汇编语言嵌入C语言

main3.c

# include<stdio.h>extern void Init_1(void);int get5(void);int main(){ printf("Begin...\n"); Init_1(); return 0;}int get5(){ return 5;}

func3.s

AREA MY_Function,CODE,READONLY EXPORT Init_1 ; 与在c文件中定义的Init_1函数关联起来 IMPORT get5 ; 声明get5 为外部引用; 高级语言中的声明和使用变量其实是对板子寄存器的使用，所以我们只需要直接使用寄存器即可Init_1 MOV R1,#0 ; 设R1寄存器为i MOV R2,#0 ; 设R2寄存器为j LOOP ; 写在最左边的是程序段的段名，执行跳转程序时用到 CMP R1,#10 ; 比较R1和10的大小 BHS LOOP_END ; 如果R1大于等于10，则跳转到LOOP_END程序段，反之忽略该语句，直接执行下面的语句 ADD R2,#1 ; j++ ADD R1,#1 ; i++ BL get5 ; 调用get5，返回的值传入R0 B LOOP ; 循环 LOOP_END NOP END ; 必须空格后再写END,不然会被认为是段名，表示程序结束

① 设置断点

② 调试

调试R0变为5
R1 和R2发生累加变化

四、总结

在arm编程里，函数调用过程中，子函数的参数值传递按顺序存放在r0,r1,r2,r3里，超过4个参数值传递放栈帧

r0-r3 用作传入函数参数，传出函数返回值。在子程序调用之间，可以将 r0-r3 用于任何用途。被调用函数在返回之前不必恢复 r0-r3。—如果调用函数需要再次使用 r0-r3 的内容，则它必须保留这些内容。
r4-r11 被用来存放函数的局部变量。如果被调用函数使用了这些寄存器，它在返回之前必须恢复这些寄存器的值。r11 是栈帧指针 fp。
r12 是内部调用暂时寄存器 ip。它在过程链接胶合代码（例如，交互操作胶合代码）中用于此角色。在过程调用之间，可以将它用于任何用途。被调用函数在返回之前不必恢复 r12。
寄存器 r13 是栈指针 sp。它不能用于任何其它用途。sp 中存放的值在退出被调用函数时必须与进入时的值相同。
寄存器 r14 是链接寄存器 lr。如果您保存了返回地址，则可以在调用之间将 r14 用于其它用途，程序返回时要恢复
寄存器 r15 是程序计数器 pc。它不能用于任何其它用途。

只看该作者 · 2024-12-23 13:59

很奇怪，如果这个嵌入的汇编不用汇编，那么用C能达到相同的作用吗

1万 · 2024-12-24 09:19

在STM32上进行C与汇编语言混合编程的一般步骤和注意事项：

选择合适的编译器和工具链：
使用支持C和汇编混合编程的编译器，如GCC。对于STM32，通常会使用Keil或STMicroelectronics提供的工具链。

编写C代码：
编写大部分的应用程序代码使用C语言。C语言提供了高级别的抽象和较好的可移植性。

编写汇编代码：
对于需要优化性能或者控制硬件资源的情况，可以使用汇编语言编写关键代码段。例如，中断服务程序、实时任务或底层硬件初始化等。

集成C和汇编代码：
在项目中，你需要指定哪些函数是用C语言编写的，哪些是汇编语言编写的。编译器需要知道这些信息的接口，以便正确地处理两种语言的交互。在GCC中，通常使用.S扩展名来标识包含汇编代码的文件。在文件中可以嵌入C代码段和汇编代码段。

接口管理：
当在C和汇编之间切换时，要确保正确地管理接口。使用特定的编译器语法来声明C函数可以被汇编代码调用，并确保参数的传递和返回值的处理是正确的。此外，还需要考虑内存管理、栈的使用和寄存器保存等问题。

调试和测试：
混合编程增加了调试的复杂性。确保使用适当的调试工具来跟踪C和汇编代码之间的交互，并测试系统的稳定性和性能。

遵循STM32的编程规范：
根据STM32的具体型号和硬件平台，可能需要遵循特定的编程规范来确保代码的兼容性和稳定性。查阅相关的技术文档和参考手册是很重要的。

考虑可维护性和移植性：
混合编程可能会使代码更难以维护和理解。确保编写清晰的注释和文档，以便于其他开发者理解你的代码逻辑和工作方式。如果可能的话，尽量保持C代码的纯净性，只在必要时使用汇编代码。

只看该作者 · 2024-12-24 13:20

我觉得会C基本就差不多了，汇编能看懂就行，用汇编写代码还是难得。

只看该作者 · 2024-12-27 16:13

要求太高了￥