C语言函数和汇编函数相互调用

发表于 2015-5-18 22:51

在C程序main函数中，接收用户输入任意个整数，然后在main中调用使用ARM汇编编写的函数（在该函数中完成对这些整数的排序功能），然后再在C程序main函数中输出这些排好顺序的整数。

main.c



#include <stdio.h> 

int main() 



{ 

int i=0; 

int num=0; 

int *array=NULL; 

while(num <= 0) //输入数组中元素的个数 



    { 

printf("please enter the number of elements:\n"); 

scanf("%d",&num); 

if(num > 0) 



        { 

break; 

} 

} 

if(NULL == (array = (int *)malloc(num*sizeof(int)))) 



    { 

printf("malloc failed!\n"); 

exit(-1); 

} 

printf("please enter the elements:\n"); 

for(i = 0; i<num; i++) { 

printf("\n%d:\t", i); 

scanf("%d", array+i); 

} 

sort(array, num);//调用相应的汇编的函数，注意分析传参过程 

   printf("The Result is:\n"); 

for(i = 0; i<num; i++) { 

printf("%d:\t%d\n", i, *(array+i)); 

} 

return 0; 

}

发表于 2015-5-18 22:51

下面是相应的Sort.s:

.section .text;声明为代码段
.globl sort;声明全局变量
sort:  ;linux下需要加冒号
mov       r2, #0
mov       r8, r0
mov       r9, r0
loop1:
sub       r1, r1, #1
cmp       r2, r1
add       r1, r1, #1
beq       end
mov       r6, r2
add       r3, r2, #1
loop2:
cmp       r3, r1
beq       continue1
mov       r3, r3, lsl #2
add       r8, r8, r3
ldr       r5, [r8]
mov       r6, r6, lsl #2
add       r9, r9, r6
ldr       r4, [r9]
cmp       r4, r5
bgt       exchange
continue2:
sub       r8, r8, r3
mov       r3, r3, lsr #2
sub       r9, r9, r6
mov       r6, r6, lsr #2
add       r3, r3, #1
b       loop2
exchange:
str       r4, [r8]
str       r5, [r9]
      b       continue2
continue1:
add       r2, r2, #1
b       loop1

end:

发表于 2015-5-18 22:51

注意：通过APCS传过来的两个变量，保存在r0和r1，分别代表是数组的首地址和元素的个数
使用Arm交叉编译通过

发表于 2015-5-18 22:52

对于ARM体系来说，不同语言撰写的函数之间相互调用（mix calls）遵循的是 ATPCS（ARM-Thumb Procedure Call Standard），ATPCS主要是定义了函数呼叫时参数的传递规则以及如何从函数返回，关于ATPCS的详细内容可以查看ADS1.2 Online Books ——Developer Guide的2.1节。这篇文档要讲的是汇编代码中对C函数调用时如何进行参数的传递以及如何从C函数正确返回。
不同于x86的参数传递规则，ATPCS建议函数的形参不超过4个，如果形参个数少于或等于4，则形参由R0,R1,R2,R3四个寄存器进行传递；若形参个数大于4，大于4的部分必须通过堆栈进行传递。

发表于 2015-5-18 22:52

我们先讨论一下形参个数为4的情况.

实例1：

复制

test_asm_args.asm 

//-------------------------------------------------------------------------------- 

        IMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数 

        AREA TEST_ASM, CODE, READONLY 

        EXPORT test_asm_args 

test_asm_args 

        STR lr, [sp, #-4]! ;保存当前lr 

        ldr r0,=0x10       ;参数 1 

        ldr r1,=0x20       ;参数 2 

        ldr r2,=0x30       ;参数 3 

        ldr r3,=0x40       ;参数 4 

        bl test_c_args     ;调用C函数 

        LDR pc, [sp], #4   ;将lr装进pc(返回main函数) 

        END 

test_c_args.c 

//-------------------------------------------------------------------------------- 

void test_c_args(int a,int b,int c,int d) 

{ 

        printk("test_c_args:\n"); 

        printk("%0x %0x %0x %0x\n",a,b,c,d); 

} 

main.c 

//-------------------------------------------------------------------------------- 

int main() 

{ 

     test_asm_args(); 

     for(;;); 

}

发表于 2015-5-18 22:53

程序从main函数开始执行,main调用了test_asm_args,test_asm_args调用了test_c_args,最后从test_asm_args返回main。代码分别使用了汇编和C定义了两个函数,test_asm_args 和 test_c_args,test_asm_args调用了test_c_args,其参数的传递方式就是向R0~R3分别写入参数值，之后使用bl语句对test_c_args进行调用。其中值得注意的地方是用红色标记的语句，test_asm_args在调用test_c_args之前必须把当前的 lr入栈，调用完test_c_args之后再把刚才保存在栈中的lr写回pc,这样才能返回到main函数中。
如果test_c_args的参数是8个呢？这种情况test_asm_args应该怎样传递参数呢？

发表于 2015-5-18 22:54

实例2：

复制

test_asm_args.asm 

//-------------------------------------------------------------------------------- 

        IMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数 

        AREA TEST_ASM, CODE, READONLY 

        EXPORT test_asm_args 

test_asm_args 

       STR lr, [sp, #-4]! ;保存当前lr 

       ldr r0,=0x1 ;参数 1 

       ldr r1,=0x2 ;参数 2 

       ldr r2,=0x3 ;参数 3 

       ldr r3,=0x4 ;参数 4 

       ldr r4,=0x8 

       str r4,[sp,#-4]! ;参数 8 入栈 

       ldr r4,=0x7 

       str r4,[sp,#-4]! ;参数 7 入栈 

       ldr r4,=0x6 

       str r4,[sp,#-4]! ;参数 6 入栈 

       ldr r4,=0x5 

       str r4,[sp,#-4]! ;参数 5 入栈 

       bl test_c_args_lots 

       ADD sp, sp, #4     ;清除栈中参数 5,本语句执行完后sp指向 参数6 

       ADD sp, sp, #4     ;清除栈中参数 6,本语句执行完后sp指向 参数7 

       ADD sp, sp, #4     ;清除栈中参数 7,本语句执行完后sp指向 参数8 

       ADD sp, sp, #4     ;清除栈中参数 8,本语句执行完后sp指向 lr 

       LDR pc, [sp],#4    ;将lr装进pc(返回main函数) 

       END 

test_c_args.c 

//-------------------------------------------------------------------------------- 

void test_c_args(int a,int b,int c,int d,int e,int f,int g,int h) 

{ 

       printk("test_c_args_lots:\n"); 

       printk("%0x %0x %0x %0x %0x %0x %0x %0x\n", 

              a,b,c,d,e,f,g,h); 

} 

main.c 

//-------------------------------------------------------------------------------- 

int main() 

{ 

     test_asm_args(); 

     for(;;); 

}

发表于 2015-5-18 22:55

这部分的代码和实例1的代码大部分是相同的，不同的地方是test_c_args的参数个数和test_asm_args的参数传递方式。
在test_asm_args中，参数1～参数4还是通过R0~R3进行传递，而参数5～参数8则是通过把其压入堆栈的方式进行传递，不过要注意这四个入栈参数的入栈顺序，是以参数8->参数7->参数6->参数5的顺序入栈的。

发表于 2015-5-18 22:55

直到调用test_c_args之前，堆栈内容如下：
sp->+----------+
      |  参数5  |
   +----------+
      |  参数6  |
   +----------+
      |  参数7  |
   +----------+
      |  参数8  |
   +----------+
      | lr |
   +----------+
test_c_args执行返回后，则设置sp,对之前入栈的参数进行清除，最后将lr装入pc返回main函数，在执行 LDR pc, [sp],#4 指令之前堆栈内容如下：
   +----------+
      |  参数5  |
   +----------+
      |  参数6  |
   +----------+
      |  参数7  |
   +----------+
      |  参数8  |
sp->+----------+
      | lr |
   +----------+

发表于 2015-6-16 15:27

嵌入汇编，已经很少用了。在时序很严格的场合，还能见到，一般就是nop延时还用下。

发表于 2015-6-17 07:28

楼主，可以具体讲讲比如M3是如何内嵌入汇编的么，需要用到这个。

发表于 2015-6-24 15:31

看了半天，糊涂了，还是基础不够哇。

C语言函数和汇编函数相互调用

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