于ARM體系來(lái)說(shuō)，不同語(yǔ)言撰寫(xiě)的函數(shù)之間相互調(diào)用（mix calls）遵循的是 ATPCS（ARM-Thumb Procedure Call Standard），ATPCS主要是定義了函數(shù)呼叫時(shí)參數(shù)的傳遞規(guī)則以及如何從函數(shù)返回，詳細(xì)內(nèi)容可以查看ADS1.2 Online Books ——Developer Guide的2.1節(jié)。這篇文檔要講的是 匯編代碼中對(duì)C函數(shù)調(diào)用時(shí)如何進(jìn)行參數(shù)的傳遞以及如何從C函數(shù)正確返回。
不同于x86的參數(shù)傳遞規(guī)則，ATPCS建議函數(shù)的形參不超過(guò)4個(gè)，如果形參個(gè)數(shù)少于或等于4，則形參由R0,R1,R2,R3四個(gè)寄存器進(jìn)行傳遞；若形參個(gè)數(shù)大于4，大于4的部分必須通過(guò)堆棧進(jìn)行傳遞。
ATPCS中個(gè)寄存器使用規(guī)則及別名
說(shuō)明：
1子程序中通過(guò)r0~r3傳遞參數(shù)，被調(diào)用的子程序返回前無(wú)需恢復(fù)r0~r3的內(nèi)容。
2子程序中使用r4~r11保存局部變量，如果子程序中使用了它們中某些寄存器，子程序進(jìn)入時(shí)要保存這些寄存器的值，在返回時(shí)恢復(fù)它們。在Thumb程序中，通常只能使用r4~r7來(lái)保存局部變量。
1．在C 語(yǔ)言中內(nèi)嵌匯編
在C 中內(nèi)嵌的匯編指令包含大部分的ARM 和Thumb 指令，不過(guò)其使用與匯編文件中的指令有些不同，存在一些限制，主要有下面幾個(gè)方面：
a. 不能直接向PC 寄存器賦值，程序跳轉(zhuǎn)要使用B 或者BL 指令
b. 在使用物理寄存器時(shí)，不要使用過(guò)于復(fù)雜的C 表達(dá)式，避免物理寄存器沖突
c. R12 和R13 可能被編譯器用來(lái)存放中間編譯結(jié)果，計(jì)算表達(dá)式值時(shí)可能將R0 到R3、R12 及R14
用于子程序調(diào)用，因此要避免直接使用這些物理寄存器
d.一般不要直接指定物理寄存器，而讓編譯器進(jìn)行分配內(nèi)嵌匯編使用的標(biāo)記是__asm 或者asm 關(guān)鍵字，用法如下：__asm {
instruction [; instruction]
...
[instruction]
}
asm("instruction [; instruction]");
下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明如何在C 中內(nèi)嵌匯編語(yǔ)言，
#include
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;
}
在這里C 和匯編之間的值傳遞是用C 的指針來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橹羔槍?duì)應(yīng)的是地址，所以匯編中也可以訪問(wèn)。
2．在匯編中使用C 定義的全局變量
內(nèi)嵌匯編不用單獨(dú)編輯匯編語(yǔ)言文件，比較簡(jiǎn)潔，但是有諸多限制，當(dāng)匯編的代碼較多時(shí)一般放在單獨(dú)的匯編文件中。這時(shí)就需要在匯編和C 之間進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的傳遞，最簡(jiǎn)便的辦法就是使用全局變量。
/* cfile.c
* 定義全局變量，并作為主調(diào)程序
*/ #include
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; }
對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)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
3．在C 中調(diào)用匯編的函數(shù)
在C 中調(diào)用匯編文件中的函數(shù)，要做的主要工作有兩個(gè)，一是在C 中聲明函數(shù)原型，并加extern 關(guān)鍵字；二是在匯編中用EXPORT 導(dǎo)出函數(shù)名，并用該函數(shù)名作為匯編代碼段的標(biāo)識(shí)，最后用mov pc, lr 返回。然后，就可以在C 中使用該函數(shù)了。從C 的角度，并不知道該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是用C 還是匯編。更深的原因是因?yàn)镃 的函數(shù)名起到表明函數(shù)代碼起始地址的左右，這個(gè)和匯編的label 是一致的。
/* cfile.c
*
in C,call an asm function, asm_strcpy
*
Sep 9, 2004
*/
#include
extern void asm_strcpy(const char *src, char *dest);
int main()
{ const char *s = "seasons in the sun"; char d[32];
asm_strcpy(s, d);
printf("source: %s", s);
printf(" destination: %s",d);
return 0;
}
;asm function implementation
AREA asmfile, CODE, READONLY
EXPORT asm_strcpy
asm_strcpy
loop
ldrb r4, [r0], #1 address increment after read
cmp r4, #0
beq over
strb r4, [r1], #1
b loop
over mov pc, lr
END
在這里，C 和匯編之間的參數(shù)傳遞是通過(guò)ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard）的規(guī)定來(lái)進(jìn)行的。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是如果函數(shù)有不多于四個(gè)參數(shù)，對(duì)應(yīng)的用R0-R3 來(lái)進(jìn)行傳遞，多于4 個(gè)時(shí)借助棧，函數(shù)的返回值通過(guò)R0 來(lái)返回。
4．在匯編中調(diào)用C 的函數(shù)
在匯編中調(diào)用C 的函數(shù)，需要在匯編中IMPORT對(duì)應(yīng)的C 函數(shù)名，然后將C 的代碼放在一個(gè)獨(dú)立的C 文件中進(jìn)行編譯，剩下的工作由連接器來(lái)處理。
;the details of parameters transfer comes from ATPCS
;if there are more than 4 args, stack will be used EXPORT asmfile AREA asmfile, CODE, READONLY IMPORT cFun ENTRY mov r0, #11 mov r1, #22 mov r2, #33 BL cFun END
/*C file, called by asmfile */
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int cFun(int a, int b, int c)
{
return a + b + c; }
在匯編中調(diào)用C 的函數(shù)，參數(shù)的傳遞也是通過(guò)ATPCS 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。需要指出的是當(dāng)函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)大于4 時(shí)，要借助stack，具體見(jiàn)ATPCS 規(guī)范。
在C和匯編混合編程的時(shí)候，存在C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的變量以及函數(shù)的接口問(wèn)題。
在C程序中定義的變量，編譯為.asm文件后，都被放進(jìn)了.bss區(qū)，而且變量名的前面都帶了一個(gè)下劃線(xiàn)。在C程序中定義的函數(shù)，編譯后在函數(shù)名前也帶了一個(gè)下劃線(xiàn)。例如：
extern int num就會(huì)變成 .bss _num, 1
extern float nums[5]就會(huì)變成.bss _nums, 5
extern void func ( )就會(huì)變成 _func,
一 匯編和C的相互調(diào)用可以分以下幾種情況：
（1） 匯編程序中訪問(wèn)c程序中的變量和函數(shù)。
在匯編程序中，用_XX就可以訪問(wèn)C中的變量XX了。訪問(wèn)數(shù)組時(shí)，可以用_XX+偏移量來(lái)訪問(wèn)，如_XX+3訪問(wèn)了數(shù)組中的XX[3]。
在匯編程序調(diào)用C函數(shù)時(shí)，如果沒(méi)有參數(shù)傳遞，直接用_funcname 就可以了。如果有參數(shù)傳遞， 則函數(shù)中最左邊的一個(gè)參數(shù)由寄存器A給出，其他的參數(shù)按順序由堆棧給出。返回值是返回到A寄存器或者由A寄存器給出的地址。同時(shí)注意，為了能夠讓匯編語(yǔ)言 能訪問(wèn)到C語(yǔ)言中定義的變量和函數(shù)，他們必須聲明為外部變量，即加extern 前綴。
（2） c程序中訪問(wèn)匯編程序中的變量
如果需要在c程序中訪問(wèn)匯編程序中的變量，則匯編程序中的變量名必須以下劃線(xiàn)為首字符，并用global使之成為全局變量。
如果需要在c程序中調(diào)用匯編程序中的過(guò)程，則過(guò)程名必須以下劃線(xiàn)為首字符，并且，要根據(jù)c程序編譯時(shí)使用的模式是stack-based model還是register argument model來(lái)正確地編寫(xiě)該過(guò)程，使之能正確地取得調(diào)用參數(shù)。
（3） 在線(xiàn)匯編
在C程序中直接插入 asm(“ *** ”)，內(nèi)嵌匯編語(yǔ)句，需要注意的是這種用法要慎用，在線(xiàn)匯編提供了能直接讀寫(xiě)硬件的能力，如讀寫(xiě)中斷控制允許寄存器等，但編譯器并不檢查和分析在線(xiàn)匯編語(yǔ) 言，插入在線(xiàn)匯編語(yǔ)言改變匯編環(huán)境或可能改變C變量的值可能導(dǎo)致嚴(yán)重的錯(cuò)誤。
二 匯編和C接口中尋址方式的改變：
需要注意的是，在C語(yǔ)言中，對(duì)于局部變量的建立和訪問(wèn)，是通過(guò)堆棧實(shí)現(xiàn)的，它的尋址是通過(guò)堆棧寄存器SP實(shí)現(xiàn)的。而在匯編語(yǔ)言中，為了使程序代碼變得更為 精簡(jiǎn)，TI在直接尋址方式中，地址的低7位直接包含在指令中，這低7位所能尋址的具體位置可由DP寄存器或SP寄存器決定。具體實(shí)現(xiàn)可通過(guò)設(shè)置ST1寄存 器的CPL位實(shí)現(xiàn)，CPL=0，DP尋址，CPL=1，SP尋址。在DP尋址的時(shí)候，由DP提供高9位地址，與低7位組成16位地址；在SP尋址的時(shí) 候，16位地址是由SP(16位)與低7位直接相加得來(lái)。
由于在C語(yǔ)言的環(huán)境下，局部變量的尋址必須通過(guò)SP寄存器實(shí)現(xiàn)，在混合編程的時(shí)候，為了使匯編語(yǔ)言不影響堆棧寄存器SP，通常的方式是在匯編環(huán)境中使用DP方式尋址，這樣可以使二者互不干擾。編程中只要注意對(duì)CPL位正確設(shè)置即可
中斷異常事件：
ADS編譯器中有一個(gè)特殊的聲明_iaq，這是專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理異常程序而寫(xiě)C語(yǔ)言的聲明。有三個(gè)用途：
1.進(jìn)入程序第一件事,將C語(yǔ)言及異常要用到的寄存器存入堆棧中.
2.離開(kāi)的時(shí)候?qū)⒈４娴募拇嫫魅〕鰜?lái)
3.改變程序計(jì)數(shù)器PC的值為lr-4，用于中斷返回
例：
irq void IsrIRQ () 對(duì)應(yīng)的匯編： IsrIRQ
{
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