C语言与汇编语言混合编程应遵循的规则

ARM编程中使用的C语言是标准C语言，ARM的研发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个研发环境与ARM的硬件紧密相关。 在使用C语言时，要用到和汇编语言的混合编程。若汇编代码较为简洁，则能使用直接内置汇编的方式；否则应将汇编程序以文件的方式加入至项目中，按照ATPCS(ARM/Thumb过程调用标准，ARM/Thumb Procedure Call Standard)的要求与C程序互相调用与访问。 在C程序跟ARM汇编程序之间互相调用时需要遵循ATPCS规则。ATPCS规定了一些子程序间调用的基本规则，哪寄存器的使用规则，堆栈的使用规则和参数的释放规则等。

1)寄存器的使用规则 子程序之间通过解释器r0~r3来传递参数，当参数个数大于4个时，使用堆栈来释放参数。此时r0~r3可记作A1~A4。 在子程序中，使用通配符r4~r11保存局部函数。因此当进行子程序调用时应注意对这种寄存器的储存跟恢复。此时r4~r11可记作V1~V8。 寄存器r12用于储存堆栈指针SP，当子程序返回时使用该解释器出栈，记作IP。 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。该解释器用于保存子程序的返回地址。 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)，即堆栈通过增加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 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无法满足需要的一组连续的FP寄存器传递参数。 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，通过异或运算组件的解释器F0、D0或者S0返回。

2、汇编程序调用C程序的方式 汇编程序的书写应遵守ATPCS规则，以确保程序读取时参数正确释放。在汇编程序中读取C程序的方式为：首先在汇编程序中使用IMPORT伪指令事先声明已经调用的C语言函数；然后借助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： IMPORT add ;声明要调用的C函数 …… MOV r0,1 MOV r1,2 BL add ;调用C函数add …… 当进行变量调用时，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的值成为3。 3、C程序读取汇编程序的方式 C程序读取汇编程序时，汇编程序的书写也应遵守ATPCS规则，以确保程序读取时参数正确释放。在C程序中读取汇编子程序的方式为：首先在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明被读取的子程序，表示该子程序将在其它文件中被读取；然后在C程序中使用extern关键字声明要读取的汇编子程序为内部变量。 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子程序将被内部变量调用 …… add ;求和子程序add ADD r0,r0,r1 MOV pc,lr …… 在一个C程序的main()函数中对add汇编子程序进行了读取： extern int add (int x,int y); //声明add为外部变量 void main(){ int a=1,b=2,c; c=add(a,b); //调用add子程序 …… } 当main()函数调用add汇编子程序时，变量a、b的值会给了r0和r1c语言对应汇编语句，返回结果由r0带回，并赋值给数组c。函数调用结束后，变量c的值成为3。

4、C程序中内置汇编语句 在C语言中嵌入汇编语句可以实现一些高级语言不能实现以及不容易实现的功能。对于时间紧迫的功能也可以借助在C语言中嵌入汇编语句来推动。内嵌的汇编器支持大部分ARM指令跟Thumb指令，但是不支持例如直接设置PC实现跳转的底层功能c语言对应汇编语句，也不能直接引用C语言中的数组。 嵌入式汇编语句在形式上独立定义的函数体，其词汇格式为： __asm { 指令[;指令] …… [指令] } 其中“__asm”为内置汇编语句的关键字，需要非常注意的是中间有两个下划线。指令之间用分号分割，如果一条指令占据多行，除最终一行外都应使用连字符“\”。

5、基于ARM的C语言与汇编语言混合编程例子 下面给出了一个向串口不断发送0x55的实例： 该项目的开启代码使用汇编语言撰写，向串口发送数据使用C语言实现，下面是推进代码的整体框架： …… IMPORT Main AREA Init,CODE,READONLY; ENTRY …… BL Main ;跳转至Main()函数处的C/C++程序 …… END ;标识汇编程序结束 下面是使用C语言编写的主函数： #include "..\inc\config.h" //将有关硬件定义的头文件包括进来 unsigned char data; //定义全局函数 void main(void){ Target_Init(); //对目标板的软件初始化 Delay(10); //延时 data=0x55; //给全局函数实参 while(1) { Uart_Printf("%x",data); //向串口送数 Delay(10); } }

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