ARM汇编语言与入式C混合编程.ppt

配套教材： 《ARM嵌入式系统结构与编程》， 邱铁 编著，清华大学出版社，2009,3 第8章 ARM汇编语言与嵌入式C混合编程 内容提要 8．1 嵌入式C编程规范 8．2 嵌入式C程序设计中的位运算 8．3 嵌入式C程序设计中的几点说明 8．4 嵌入式C程序设计格式 8．5 过程调用标准ATPCS与AAPCS 8．6 ARM汇编语言与嵌入式C混合编程 8.5过程调用标准ATPCS与AAPCS 过程调用标准ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard）规定了子程序间相互调用的基本规则， ATPCS规定子程序调用过程中寄存器的使用规则、数据栈的使用规则及参数的传递规则。 2007年，ARM公司推出了新的过程调用标准AAPCS（ARM Architecture Produce Call Standard）,它只是改进了原有的ATPCS的二进制代码的兼容性。 8.5.1寄存器使用规则 （1）子程序间通过寄存器R0～R3传递参数，寄存器R0～R3可记作A1～A4。被调用的子程序在返回前无须恢复寄存器R0～R3的内容。 （2）在子程序中，ARM状态下使用寄存器R4～R11来保存局部变量，寄存器R4～R11可记作V1～V8；Thumb状态下只能使用R4～R7来保存局部变量。 （3）寄存器R12用作子程序间调用时临时保存栈指针，函数返回时使用该寄存器进行出栈，记作IP；在子程序间的链接代码中常有这种使用规则。 （4）通用寄存器R13用作数据栈指针，记作SP。 （5）通用寄存器R14用作链接寄存器 ； （6）通用寄存器R15用作程序计数器，记作PC 。 8.5.2数据栈使用规则 过程调用标准规定数据栈为FD类型，并且对数据栈的操作时要求8字节对齐的。 8.5.3参数传递规则 1．参数个数可变的子程序参数传递规则 对于参数个数可变的子程序，当参数个数不超过4个时，可以使用寄存器R0～R3来传递；当参数个数超过4个时，还可以使用数据栈进行参数传递。 ２．参数个数固定的子程序参数传递规则 如果系统不包含浮点运算的硬件部件且没有浮点参数时，则依次将各参数传送到寄存器R0～R3中，如果参数个数多于4个，将剩余的字数据通过数据栈来传递； 如果包括浮点参数则要通过相应的规则将浮点参数转换为整数参数，然后依次将各参数传送到寄存器R0～R3中。如果参数多于4个，将剩余字数据传送到数据栈中，入栈的顺序与参数顺序相反，即最后一个字数据先入栈。 如果系统包含浮点运算的硬件部件，将按照如下规则传递： 各个浮点参数按顺序处理 为每个浮点参数分配寄存器。分配方法是：找到编号最小的满足该浮点参数需要的一组连续的FP寄存器进行参数传递。 子程序结果返回规则 （1）结果为一个32位的整数时，通过寄存器R0返回；结果为一个64位整数时，通过寄存器R0，R1返回。 （2）结果为一个浮点数时，可以通过浮点运算部件的寄存器F0、D0或者S0来返回；结果为复合型的浮点数（如复数）时，可以通过寄存器F0～Fn或者Ｄ0～Ｄn来返回。 （3）对于位数更多的结果，需要通过内存来传递。 8．6 ARM汇编语言与嵌入式C混合编程 在嵌入式程序设计中，有些场合（如对具体的硬件资源进行访问）必须用汇编语言来实现，可以采用在嵌入式C语言程序中嵌入汇编语言或嵌入式C语言调用汇编语言来实现。 过程调用标准ATPCS/AAPCS是学习嵌入式程序调用的基础内容，详细说明请参考教材《ARM嵌入式系统结构与编程》第8章8.5节 8.6．1 内嵌汇编 (1)ARM开发工具编译环境下内嵌汇编语法格式 ARM开发工具编译环境下实例 (2)GNU ARM环境下内嵌汇编语法格式 GNU ARM环境下实例 2.内嵌汇编的局限性 ARM开发工具编译环境下内嵌汇编语言，指令操作数可以是寄存器、常量或C语言表达式。可以是char、short或int类型，而且是作为无符号数进行操作。 当表达式过于复杂时需要使用较多的物理寄存器，有可能产生冲突。 GNU ARM编译环境下内嵌汇编语言ARM开发工具稍有差别，不能直接引用C语言中的变量。 （2）物理寄存器 不要直接向程序计数器PC赋值，程序的跳转只能通过B或BL指令实现。 一般将寄存器R0～R3、R12及R14用于子程序调用存放中间结果，因此在内嵌汇编指令中，一般不要将这些寄存器同时指定为指令中的物理寄存器。 在内嵌的汇编指令中使用物理寄存器时，如果有C语言变量使用了该物理寄存器，则编译器将在合适的时候保存并恢复该变量的值。需要注意的是，当寄存器SP、SL、FP以及SB用作特定的用途时，编译器不能恢复这些寄存器的值。 通常在内嵌汇编指令中不要指定物理寄存器，因为有可能会影响编译器分配寄存器，