ATPCS规则:将ARM汇编语言和C语言混合编程

 ATPCS即ARM-THUMB procedure call standard(ARM-Thumb过程调用标准)的简称。PCS规定了应用程序的函数可以如何分开地写,分开地编译,最后将它们连接在一起,所以它实际上定义了一套有关过程(函数)调用者与被调用者之间的协议。ATPCS规则体现了一种模块化设计的思想,其基本内容是C模块(函数)和汇编模块(函数)相互调用的一套规则(C51中也有类似的一套规则)。我感觉比在线汇编功能强大(不用有很多忌讳),条理更清楚(很简单的几条规则)。

ATPCS规则:将ARM汇编语言和C语言混合编程
ATPCS规则内容:
 
1)寄存器的使用规则
 
1、子程序之间通过寄存器r0~r3来传递参数,当参数个数多于4个时,使用堆栈来传递参数。此时r0~r3可记作A1~A4。
 
2、在子程序中,使用寄存器r4~r11保存局部变量。因此当进行子程序调用时要注意对这些寄存器的保存和恢复。此时r4~r11可记作V1~V8。
 
3、寄存器r12用于保存堆栈指针SP,当子程序返回时使用该寄存器出栈,记作IP。
 
4、寄存器r13用作堆栈指针,记作SP。寄存器r14称为链接寄存器,记作LR。该寄存器用于保存子程序的返回地址。
 
5、寄存器r15称为程序计数器,记作PC。
 
2)堆栈的使用规则
 
ATPCS规定堆栈采用满递减类型(FD,Full Descending),即堆栈通过减小存储器地址而向下增长,堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。
 
3)参数的传递规则
 
1、整数参数的前4个使用r0~r3传递,其他参数使用堆栈传递;浮点参数使用编号最小且能够满足需要的一组连续的寄存器传递参数。
 
2、子程序的返回结果为一个32位整数时,通过r0返回;返回结果为一个64位整数时,通过r0和r1返回;依此类推。结果为浮点数时,通过浮点运算部件的寄存器F0、D0或者S0返回。
 
比较有条理,很清楚,我举两个例子:
 
1.汇编主程序调用C子程序
 
汇编程序的书写要遵循ATPCS规则,以保证程序调用时参数正确传递。在汇编程序中调用C程序的方法为:
 
1)在汇编程序中使用IMPORT伪指令或者extern事先声明将要调用的C语言函数;
 
2)通过BL指令来调用C函数。
 
例如在一个C源文件中定义了如下求和函数:
 
int add(int x,int y)
 
{
 
return(x+y);
 
}
 
调用add()函数的汇编程序结构如下:
 
area main,code,readonly ;代码段
 
entry ;声明程序入口
 
code32 ;32位ARM指令
 
IMPORT add 或者extern add;声明要调用的C函数
 
start
 
……
 
MOV r0,1
 
MOV r1,2
 
BL add ;调用C函数add
 
……
 
end
 
当进行函数调用时,使用r0和r1实现参数传递,返回结果由r0带回。函数调用结束后,r0的值变成3。
 
2.C主程序调用汇编子程序
 
C程序调用汇编程序时,汇编程序的书写也要遵循ATPCS规则,以保证程序调用时参数正确传递。在C程序中调用汇编子程序的方法为:
 
1)在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明被调用的子程序,表示该子程序将在其他文件中被调用;
 
2)在C程序中使用extern关键字声明要调用的汇编子程序为外部函数。
 
例如在一个汇编源文件中定义了如下求和函数:
 
EXPORT add ;声明add子程序将被外部函数调用
 
……
 
add ;求和子程序add
 
.global add ;声明
 
ADD r0,r0,r1
 
MOV pc,lr
 
……
 
在一个C程序的main()函数中对add汇编子程序进行了调用:
 
extern int add (int x,int y); //声明add为外部函数
 
void main(){
 
int a=1,b=2,c;
 
c=add(a,b); //调用add子程序,并且隐式地对r0和r1赋值
 
……
 
}
 
当main()函数调用add汇编子程序时,变量a、b的值会给了r0和r1,返回结果由r0带回,并赋值给变量c。函数调用结束后,变量c的值变成3。
 
3、C程序中内嵌汇编语句
 
在C语言中内嵌汇编语句可以实现一些高级语言不能实现或者不容易实现的功能。对于时间紧迫的功能也可以通过在C语言中内嵌汇编语句来实现。内嵌的汇编器支持大部分ARM指令和Thumb指令,但是不支持诸如直接修改PC实现跳转的底层功能,也不能直接引用C语言中的变量。
 
内嵌汇编:在C和C++语言中嵌入汇编语言可以实现一些高级语言中没有的功能。
 
语法
 
__asm__( ;注意:前面是两个“_”
 
“instruction
 
...
 
instruction”
 
);//Linux gcc中支持
 
__asm{
 
instruction
 
...
 
instruction
 
}; //ADS中支持
 
asm(“instruction[; instruction]”); //ARM C++中使用
 
ARM内嵌汇编语法
 
asm(
 
汇编语句模板:
 
输出部分:
 
输入部分:
 
修改部分
 
);
 
比如: asm("mov %0, %1, ror #1" :"=r" (result) : "r" (value));
 
共四个部分:汇编语句模板,输出部分,输入部分,破坏描述部分,各部分使用“:”格开,汇编语句模板必不可少,其他三部分可选,如果使用了后面的部分,而前面部分为空,也需要用“:”格开,相应部分内容为空。例如:
 
__asm__ __volatile__(
 
"CLI":
 
:"memory"
 
);
 
示例:/* main.c */
 
void __main(void)
 
{
 
int var=0xAA;
 
__asm //内嵌汇编标识
 
{
 
MOV R1,var
 
CMP R1,#0xAA
 
}
 
while(1);
 
}

  • ATPCS规则:将ARM汇编语言和C语言混合编程已关闭评论
    A+
发布日期:2019年03月03日  所属分类:参考设计