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1、7.1 7.1 ARM C/C+ARM C/C+编译器编译器7.2 7.2 在在C/C+C/C+程序中内嵌汇编指令程序中内嵌汇编指令7.3 7.3 从汇编程序中访问从汇编程序中访问C C程序变量程序变量7.4 7.4 汇编程序、汇编程序、C C程序及程序及C+C+程序相互调用程序相互调用7.5 7.5 嵌入式嵌入式C C编程编程第七讲第七讲 C/C+及汇编语言的及汇编语言的混合编程混合编程 17.1 ARM C/C+编译器编译器ARM集成开发环境中包含的集成开发环境中包含的C/C+编译器：编译器：编译器编译器名称名称编译器编译器种类种类源文件源文件类型类型源文件源文件后缀后缀输出目标文件输出目
2、标文件类型类型armccCC*.C32位位ARM代码代码tccCC*.C16位位Thumb代码代码armcppC+C/C+*.C/*.C+32位位ARM代码代码tcppC+C/C+*.C/*.C+16位位Thumb代码代码27.2 在在C/C+程序中内嵌汇编指令程序中内嵌汇编指令在在CC+程序中使用内嵌的汇编指令的语法格式：程序中使用内嵌的汇编指令的语法格式：在在ARM C语言程序中，使用关键字语言程序中，使用关键字_ _asm来标识来标识一段汇编指令程序。一段汇编指令程序。_ _asm 汇编语言程序汇编语言程序 汇编语言程序汇编语言程序其中：如果一行中有多个汇编指令，指令之间使用其中：如果一
3、行中有多个汇编指令，指令之间使用 分号分号(;)分开。分开。在一条指令占多行，要使用续行符号在一条指令占多行，要使用续行符号().37.2 在在C/C+程序中内嵌汇编指令程序中内嵌汇编指令在在C/C+程序中内嵌汇编指令注意事项：程序中内嵌汇编指令注意事项：n必须小心使用物理寄存器必须小心使用物理寄存器,如如R0R3,SP,LR 和和CPSR 中的中的N,Z,C,V 标志位标志位.因为计算汇编代码中的因为计算汇编代码中的C 表达式表达式时时,可能会使用这些物理寄存器可能会使用这些物理寄存器,并会修改并会修改N,Z,C,V标标志位。志位。_ _asm MOV R0,xADD y,R0,x/y /计
4、算计算x/y 时时R0 会被修改会被修改 在计算在计算x/y 时时R0 会被修改会被修改,从而影响从而影响R0+x/y 的结的结果果.47.2 在在C/C+程序中内嵌汇编指令程序中内嵌汇编指令在在C/C+程序中内嵌汇编指令注意事项：程序中内嵌汇编指令注意事项：n用一个用一个C 程序的变量代替程序的变量代替R0就可以解决这个问题就可以解决这个问题:_ _asm MOV var,xADD y,var,x/y 注意：内嵌汇编器探测到隐含的寄存器冲突就会报错注意：内嵌汇编器探测到隐含的寄存器冲突就会报错.57.2 在在C/C+程序中内嵌汇编指令程序中内嵌汇编指令在在C/C+程序中内嵌汇编指令注意事项：
5、程序中内嵌汇编指令注意事项：n不要使用寄存器代替变量不要使用寄存器代替变量.尽管有时寄存器明显对应某个尽管有时寄存器明显对应某个变量变量,但也不能直接使用寄存器代替变量但也不能直接使用寄存器代替变量.int bad_f(int x)/x 存放在存放在R0 中中 _ _asm ADD R0,R0,#1 /发生寄存器冲突发生寄存器冲突,实际上实际上x 的值没有变化的值没有变化 return(x);尽管根据编译器的编译规则似乎可以确定尽管根据编译器的编译规则似乎可以确定R0 对应对应x,但但这样的代码会使内嵌汇编器认为发生了寄存器冲突这样的代码会使内嵌汇编器认为发生了寄存器冲突.67.2 在在C/C
6、+程序中内嵌汇编指令程序中内嵌汇编指令在在C/C+程序中内嵌汇编指令注意事项：程序中内嵌汇编指令注意事项：这段代码的正确写法如下这段代码的正确写法如下:int bad_f(int x)_ _asm ADD x,x,#1 return(x);77.3 从汇编程序中访问从汇编程序中访问C程序变量程序变量 在在C程序中声明的全局变量可以被汇编程序程序中声明的全局变量可以被汇编程序通过地址间接访问。具体访问方法如下：通过地址间接访问。具体访问方法如下：n使用使用IMPORT伪指令声明这个全局变量。伪指令声明这个全局变量。n使用使用LDR指令读取该全局变量的内存地址，通常该指令读取该全局变量的内存地址，
7、通常该全局变量的内存地址存放在程序的数据缓冲池中。全局变量的内存地址存放在程序的数据缓冲池中。n根据该数据类型，使用相应的根据该数据类型，使用相应的LDR指令读取该全局指令读取该全局变量的值；使用相应的变量的值；使用相应的STR指令修改该全局变量的指令修改该全局变量的值。值。87.3 从汇编程序中访问从汇编程序中访问C程序变量程序变量例如：例如：C语言源程序语言源程序str.c如下：如下：#include int globvar=3;/定义一个整型全局变量定义一个整型全局变量int main()return 0;97.3 从汇编程序中访问从汇编程序中访问C程序变量程序变量例如：汇编源文件例如：
8、汇编源文件hello.s：AREA globals，CODE，READONLYEXPORT asmsubIMPORT globvar ;声明外部变量声明外部变量globvarasmsubLDR R1，=globvar ;装载变量地址装载变量地址LDR R0，R1 ;读出数据读出数据ADD R0，R0，#2 ;修改修改R0的值的值STR R0，R1 ;保存变量值保存变量值MOV PC,LREND10C程序与汇编程序互相调用规则程序与汇编程序互相调用规则 寄存器的使用规则寄存器的使用规则 1.子程序间通过寄存器子程序间通过寄存器R0R3来传递参数。来传递参数。2.在子程序中，使用寄存器在子程序中，
9、使用寄存器R4R11来保存局部变量。来保存局部变量。3.寄寄存存器器R12用用于于子子程程序序间间scratch寄寄存存器器(用用于于保保存存SP，在函数返回时使用该寄存器出桟），记作，在函数返回时使用该寄存器出桟），记作IP。4.寄寄存存器器R13用用于于数数据据栈栈指指针针，记记作作SP。寄寄存存器器SP在在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。5.寄寄存存器器R14称称为为链链接接寄寄存存器器，记记作作LR。它它用用于于保保存存子程序的返回地址。子程序的返回地址。6.寄存器寄存器R15是程序计数器，记作是程序计数器，记作PC 11ATPC
10、S中各寄存器的使用规则中各寄存器的使用规则及其名称及其名称 12ATPCS中各寄存器的使用规则中各寄存器的使用规则及其名称及其名称参数传递规则参数传递规则 1.参数不超过参数不超过4个时，可以使用寄存器个时，可以使用寄存器R0R3来传递来传递参数，当参数超过参数，当参数超过4个时，还可以使用数据栈来传个时，还可以使用数据栈来传递参数。递参数。2.结果为一个结果为一个32位整数时，可以通过寄存器位整数时，可以通过寄存器R0返回返回 3.结果为一个结果为一个64位整数时，可以通过寄存器位整数时，可以通过寄存器R0和和R1返回，依次类推。返回，依次类推。137.4 汇编程序、汇编程序、C程序及程序及
11、C+程序程序相互调用相互调用C 程序调用汇编程序程序调用汇编程序:n汇编程序的设置要遵循汇编程序的设置要遵循ATPCS 规则，保证程序调用规则，保证程序调用时参数的正确传递。时参数的正确传递。n在汇编程序中使用在汇编程序中使用EXPORT 伪指令声明本子程序，伪指令声明本子程序，使其它程序可以调用此子程序。使其它程序可以调用此子程序。n在在C 语言程序中使用语言程序中使用extern 关键字声明外部函数关键字声明外部函数(声声明要调用的汇编子程序明要调用的汇编子程序)，即可调用此汇编子程序。，即可调用此汇编子程序。14C程序调用汇编程序程序调用汇编程序(调用汇编的调用汇编的C 函数函数)：#i
12、nclude extern void strcopy(char*d,const char*s);/声明外部函声明外部函 /数数,即要调用的汇编子程序即要调用的汇编子程序int main(void)const char*srcstr=“First string-source”;char dstsrt=“Second string-destination”;printf(“Before copying：n”);printf(“%sn%sn,”srcstr,dststr);/显示源字符串和显示源字符串和目目 /标字符串的内容标字符串的内容 strcopy(dststr,srcstr);/调用汇编子程
13、序调用汇编子程序,R0=dststr /R1=srcstr printf(“After copying：n”)printf(“%sn%sn,”srcstr,dststr);/显示显示strcopy 复复制制 /字符串结果字符串结果 return(0);15C程序调用汇编程序程序调用汇编程序(被调用汇编子程序被调用汇编子程序):AREA SCopy,CODE,READONLYEXPORT strcopy ;声明汇编程序声明汇编程序strcopy,以便外部以便外部 ;程序引用程序引用strcopy ;R0 为目标字符串的地址为目标字符串的地址 ;R1 为源字符串的地址为源字符串的地址;LDRB R
14、2,R1,#1;读取字节数据读取字节数据,源地址加源地址加1STRB R2,R0,#1;保存读取的保存读取的1 字节数据字节数据,目标地目标地 ;址加址加1CMP r2,#0 ;判断字符串是否复制完毕判断字符串是否复制完毕BNE strcopy ;没有复制完毕没有复制完毕,继续循环继续循环MOV pc,lr ;返回返回END167.4 汇编程序、汇编程序、C程序及程序及C+程序程序相互调用相互调用汇编程序调用汇编程序调用C程序程序n汇编程序的设置要遵循汇编程序的设置要遵循ATPCS 规则规则,保证程保证程序调用时参数的正确传递序调用时参数的正确传递.n在汇编程序中使用在汇编程序中使用IMPOR
15、T 伪指令声明将要伪指令声明将要调用的调用的C 程序函数程序函数.n在调用在调用C 程序时程序时,要正确设置入口参数要正确设置入口参数,然后然后使用使用BL 调用调用.177.4 汇编程序、汇编程序、C程序及程序及C+程序程序相互调用相互调用n汇编调用汇编调用C 程序的程序的C 函数：函数：/*函数函数sum5()返回返回5 个整数的和个整数的和*/#include int sum5(int a,lit b,int c,int d,int e)return(a+b+c+d+e);/返回返回5 个变量的和个变量的和18n汇编调用汇编调用C 程序的汇编程序程序的汇编程序 AREA sample,C
16、ODE,READONLY IMPORT sum5 ;声明声明C程序程序sum5()EXPORT sample ;声明可被外部程序引用声明可被外部程序引用 ENTRY STR LR,SP,#-4!;保存返回地址保存返回地址 MOV R0,#1 ;设置参数设置参数1 MOV R1,#2 ;设置参数设置参数2 MOV R2,#3 ;设置参数设置参数3 MOV R3,#4 ;设置参数设置参数4 MOV R4,#5 ;参数参数5通过数据栈传递通过数据栈传递 STR R4,SP,#-4!19n汇编调用汇编调用C 程序的汇编程序程序的汇编程序 BL sum5 ;调用调用sum5()，结果从，结果从R0返回返
17、回 ADD SP,SP,#4 ;调整调整SP，准备返回，准备返回 LDR PC,SP,#4END207.5 嵌入式嵌入式C编程编程概述：概述：C语言的优点是运行速度快、编译效率高、移植性好语言的优点是运行速度快、编译效率高、移植性好和可读性强。和可读性强。C语言支持模块化程序设计，支持自顶语言支持模块化程序设计，支持自顶向下的结构化程序设计方法。因此在嵌入式程序设计向下的结构化程序设计方法。因此在嵌入式程序设计中经常会用到中经常会用到C语言程序设计。语言程序设计。嵌嵌入入式式C语语言言程程序序设设计计是是利利用用基基本本的的C语语言言知知识识，面面向向嵌嵌入入式式工工程程实实际际应应用用进进行
18、行程程序序设设计计。也也就就是是说说它它首首先先是是C语语言言程程序序设设计计，因因此此必必须须符符合合C语语言言基基本本语语法法，只是它是面向嵌入式的应用而设计的程序。只是它是面向嵌入式的应用而设计的程序。217.5 嵌入式嵌入式C编程编程C语言的语言的“预处理伪指令预处理伪指令”在嵌入式程序设计中的应用。在嵌入式程序设计中的应用。1、文件包含伪指令、文件包含伪指令 格式：格式：#include ；标准头文件；标准头文件#include“头文件名头文件名.h”；自定义头文件；自定义头文件2、宏定义伪指令、宏定义伪指令 格式：格式：#define 宏标识符宏标识符 宏体宏体 例：例：n#def
19、ine U32 unsigned intn#define U16 unsigned shortn#define S32 intn#define S16 short intn#define U8 unsigned charn#define S8 char223、条件宏：先测试是否定义过某宏标识符，然后决定如何处理。、条件宏：先测试是否定义过某宏标识符，然后决定如何处理。这样做是为了避免重复定义。这样做是为了避免重复定义。格式：格式：#ifdef 宏标识符宏标识符#undef 宏标识符宏标识符#define 宏标识符宏标识符宏体宏体#else#define 宏标识符宏标识符宏体宏体#endif 例
20、：例：#ifdef INCLUDE_SERIAL#undef NUM_TTY#define NUM_TTY N_UART_CHANNELS#undef CONSOLE_TTY#define CONSOLE_TTY 0#undef CONSOLE_BAUD_RATE#define CONSOLE_BAUD_RATE 115200#endif237.5 嵌入式嵌入式C编程编程4、条件编译伪指令、条件编译伪指令格式格式#if（条件表达式条件表达式1）#elif（条件表达式条件表达式2）#elif（条件表达式条件表达式n）#else#endif编译时，编译器仅对编译时，编译器仅对#if（）（）#end
21、if之间满足某一之间满足某一条件表达式的源文件部分进行编译。条件表达式的源文件部分进行编译。245.使用寄存器变量使用寄存器变量 当对一个变量频繁被读写时，需要反复访问内存，当对一个变量频繁被读写时，需要反复访问内存，从而花费大量的存取时间。为此，从而花费大量的存取时间。为此，C语言提供了一种语言提供了一种变量，即变量，即寄存器变量寄存器变量。这种变量存放在。这种变量存放在CPU的寄存器的寄存器中，使用时，不需要访问内存，而直接从寄存器中读中，使用时，不需要访问内存，而直接从寄存器中读写，从而提高效率。寄存器变量的说明符写，从而提高效率。寄存器变量的说明符是是register。对于循环次数较多
22、的循环控制变量及循环体内反复使对于循环次数较多的循环控制变量及循环体内反复使用的变量均可定义为寄存器变量，而循环计数是应用用的变量均可定义为寄存器变量，而循环计数是应用寄存器变量的最好候选者。寄存器变量的最好候选者。例：例：/*求求1+2+3+.+n的值的值*/WORD Addition(BYTE n)register i，s=0；for(i=1；i 4;j=562&0 x1f;267.5 嵌入式嵌入式C编程编程6.活用位操作活用位操作 C语言位运算除了可以提高运算效率外，在嵌入式语言位运算除了可以提高运算效率外，在嵌入式系统的编程中，它的另一个最典型的应用，而且十分系统的编程中，它的另一个最
23、典型的应用，而且十分广泛地正在被使用着的是位间的与（广泛地正在被使用着的是位间的与（&）、或（）、或（|）、）、非（非（）操作，这跟嵌入式系统的编程特点有很大关）操作，这跟嵌入式系统的编程特点有很大关系。系。例：例：rGPCDAT=(rGPCDAT&0 xFFFFFFF0)|0 x0E rINTMSK&=(BIT_TIMER1)277.数据指针数据指针 在嵌入式系统的编程中，常常要求在特定的内存单元读写内在嵌入式系统的编程中，常常要求在特定的内存单元读写内容，汇编有对应的容，汇编有对应的MOV指令，而除指令，而除C/C+以外的其它编程语言以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力。在嵌入
24、式系统的实际调试基本没有直接访问绝对地址的能力。在嵌入式系统的实际调试中，多借助中，多借助C语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力。语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力。以指针直接操作内存多发生在如下几种情况：以指针直接操作内存多发生在如下几种情况：n某某I/O芯片被定位在芯片被定位在CPU的存储空间而非的存储空间而非I/O空间，而且寄空间，而且寄存器对应于某特定地址；存器对应于某特定地址；n两个两个CPU之间以双端口之间以双端口RAM通信，通信，CPU需要在双端口需要在双端口RAM的特定单元（称为的特定单元（称为mail box）书写内容以在对方书写内容以在对方CPU产生产生中
25、断；中断；n读取在读取在ROM或或FLASH的特定单元所烧录的汉字和英文字模。的特定单元所烧录的汉字和英文字模。例：例：int*p=(int*)0 xF000FF00；*p=0 xABCD；#define rGPACON (*(volatile unsigned*)0 x56000000)；rGPACON0 x1234；287.5 嵌入式嵌入式C编程编程8.关键字关键字volatile 一般这个修饰符用来告知编译器，被修饰的变量是一般这个修饰符用来告知编译器，被修饰的变量是个个“易变的易变的”变量变量(volatile的本意是的本意是“易变的易变的”),防止编译器进行优化。将变量加上防止编译器进行优化。将变量加上volatile修饰，则修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化。编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化。用法：用法：1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加要加volatile。2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile。3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义。明，因为每次对它的读写都可能由不同意义。29