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1、混合编程 1.ARM与THUMB交互 2.汇编与C语言的混合编程 ARM与THUMB的交互 1. 简单的交互程序设计例子 例5.10为一个从ARM代码段跳转的Thumb代码段，又回到ARM代码段的简单的 交互程序设计的示例。 例5.10 简单的交互程序。 CODE 32;指示下面的指令为ARM指令 ADR R0,Into_thumb+1;产生目标地址，并且设置目标地址的 状态为Thumb状态 BX R0; CODE 16;指示下面的指令为Thumb指 令 Into_thumb ADR R5,Back_to_arm;产生目标地址，并且设置目标地址的 状态为ARM状态 BX R5 CODE 32;
2、指示下面的指令为ARM指令 Back_to_arm ARM调用THUMB子程序 例5.12ARM状态下Thumb子程序的调用。 AREA thumbadd,CODE,READONLY;定义一个代码段 ENTRY; start MOV R0,#2; 寄存器赋值 MOV R1,#3 ; ADR R4,thumbsub+1 ;生成分支地址并置最低位为1 MOV LR,PC;存储返回地址 BX R4;分支并切换到thumbsub stop ;程序中止 MOV R0,#0 x18 LDR R1,=0 x20026 SWI 0 x123456 CODE16;后面代码为Thumb代码 thumbsub AD
3、D R0,R0,R1;R0=R0+R1 BX LR;返回到ARM调用程序 END THUMB调用ARM子程序 例5.13 Thumb状态下ARM子程序的调用。 AREA armadd,CODE,READONLY;定义一个代码段 ENTRY;程序入口，汇编器处于ARM模式 start ;ARM指令头 ADR R2,thumbprog+1 BX R2 CODE16;下面指令为Thumb指令 thumbprog MOV R0,#2;寄存器赋值 MOV R1,#3 ADR R4,armsubroutine;分支目的地址放入R4中，且bit0为0 BL _call_via_r4 ;间接调用代码段，保存返
4、回地址到LR寄存器，且目 的地址的最低位为1 stop;执行中止 MOV R0,#0 x18 LDR R1,=0 x20026 SWI 0Xab _call_via_r4;Thumb代码段 BX R4;分支并切换 CODE32;下面指令为ARM指令 THUMB调用ARM子程序 armsubroutine ADD R0,R0,R1;R0=R0+R1 BX LR ;返回到Thumb调用程序处;LR 的bit0已经被Thumb状态下的BL 指令;置为1了 END 与C的混合编程 ARM体系结构支持C/C+，以及与汇编语言的混 合编程。汇编语言与C/C+混合编程通常有以下 几种方式： 1、在C/C+代
5、码中嵌入汇编指令； 2、在汇编程序和C/C+的程序之间进行变量的互 访； 3、汇编程序、C/C+程序间的相互调用。 混合编程中，必须遵守一定的调用规则，如物理 寄存器的使用、参数的传递等，ARM专门为此制 定了一个标准，这就是下面要介绍ARM过程调用 标准ATPCS。 ATPCS ATPCS，即ARM、Thumb过程调用标准（ ARM-Thumb Procedure Call Standard）, 这个标准定义了相互独立的汇编模块或汇 编模块间调用时必须遵守的一些约定，诸 如在内存使用上的约定，包括寄存器、数 据栈等的使用，描述了子程序是如何被单 独编写、编译、汇编并组合在一起工作。 通过使用
6、ATPCS可以方便地将各种不同语 言编写的程序组合成一个完整的文件。 通过使用GCC的C语言编译器的 “apcs/interwork”编译选项,可以使编译的C 语言程序满足ATPCS规则。而对于汇编语 言程序来说，除了需要对汇编器使用“- apcs”选项外,在程序编写时还要注意必须遵 守相应的ATPCS规则。基本ATPCS规定了 在子程序调用时的一些基本规则，包括： 各寄存器的使用规则及其相应的名称、堆 栈的使用规则和参数传送的规则 ATPCS寄存器堆栈规则 表5.1 ATPCS 寄存器 ATPCS名称ATPCS寄存器的使用规则及功能如下 。 （1）子程序间通过寄存器R0R3来传递参数。 这时
7、，寄存器R0R3可记做a1a4。被调用的子 程序在返回前无需恢复寄存器R0R3的内容。 （2）在子程序中，使用寄存器R4R11来保存 局部变量。 ATPCS规定的数据栈为满降序（FD），即栈指 针指向栈顶元素，且数据栈的增长方向为向低地 址增长，并且对数据栈的操作是8字节对齐。 参数传递规则 可变数量参数传递规则（variadic routines）。 前4个字依次放入寄存器R0R3中（最低地址的 数进入R0中）；剩余的字数据以逆序的方式放入 数据栈中，即入栈的顺序与参数的顺序相反，最 后一个字数据先入栈。 对于函数的返回结果，若为整数型数，则返回规 则如下：若结果的位数不超过4个字时，通过
8、R0R3返回；若结果的位数超过4个字时，通过 内存来返回。 对于浮点类型数据的函数的返回，其结果通过相 应的浮点寄存器返回，在此不做介绍。 汇编程序访问C语言全局变量 对unsigned char类型变量，使用LDRB/STRB 访问； 对unsigned short类型变量，使用LDRH/STRH 访问（对体系结构3使用LDRB/STRB访问）； 对unsigned int类型变量，使用LDR/STR访问 ； 对char类型变量，使用LDRSB/STRSB访问； 对short类型变量，使用LDRSH/STRSH访 问。 例5.16 汇编程序访问C语言全局变量。 .text .global a
9、smsubroutine .exten globvar 引入C语言中的全局变量globvar asmsubroutine： LDR R1, globvar 读取globvar的地址到R1中 LDR R0,R1 读取变量值 ADD R0,R0,#2 STR R0,R1 MOV PC,LR .end C程序调用汇编程序的例子 C程序调用汇编程序应首先通过extern声明 要调用的汇编程序模块，声明中形参个数 要与汇编模块中需要的变量个数一致，且 参数传递要满足ATPCS规则，然后再在C 程序正文中调用。 例5.17下列使一个C程序调用汇编程序的串拷贝例子。 C程序为： include stdio.
10、h exten void *strcopy(char*d，char*s)； int main（） char*srcstr First stringsource； char*dststr Second stringdestination； printf（sn sn，srcstr，dststr）； strcopy(dststr,srcstr); printf（After copying：n）； printf（sn sn，srcstr，dststr）； return（0）； ARM汇编语言模块： .text .global strcopy Strcopy： R0指向目的数据串，R1指向源数据串 LD
11、RB R2,R1,#1 取字节并修改地址 STRB R2, R0,#1 存储字节并修改地址 CMP R2，0 检查是否到串尾 BNE strcopy 否，则继续 MOV PC,LR 返回 .end 其中，extern void strcopy(char*d，char*s)为汇编模块声明，strcopy(dststr,srcstr)为 汇编模块调用。 汇编程序调用C程序的例子 汇编程序调用C语言模块，在调用之前首 先必须根据C语言模块中需要的参数个数， 以及ATPCS参数传递规则，完成参数的传 递，即前 4个参数通过R0R3传递，后面 的参数通过堆栈传递，然后再利用B/BL指 令进行调用。 例5
12、.18定义汇编语言将要调用C的函数功能为返回5个参数之和，其函数原型 为： int g（int a，int b，int c，int d，int e） return a b c d e 汇编语言要完成的功能使求取i 2i 3i 4i 5i的结果，程序如下： .global_start .text _start： .extern g 引入C函数g STR LR,SP,#4! 保存LR ADD R1,R0,R0 R1 2*i(第2个参数) ADD R2,R1,R0 R2 3*i(第3个参数) ADD R3,R1,R2 R3 5*i STR R3,SP,#4! 第5个参数入栈 ADD R3,R1,R1 R3 4*i(第4个参数) BL g 调用C函数g ADD SP,SP,#4 第5个参数出栈 LDR PC,SP,#4 返回 .end 程序执行结束，结果保存于寄存器R0中。
