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4-嵌入式系统原理及应用教程第4章_图文

嵌入式系统原理及应用教程

主讲内容
第1章 嵌入式系统概述 第2章 ARM微处理器概述与编程模型

第3章 第4章 第5章 第6章 第7章

ARM9指令系统 嵌入式程序设计基础 嵌入式内部可编程模块 嵌入式接口技术应用 软件开发环境

第4章 嵌入式程序设计基础
?

基于ARM的编译器一般都支持汇编语言的程序设

计、C/C++语言的程序设计及两者的混合编程。
?

本章介绍ARM的嵌入式程序的基础知识
? ? ? ?

伪指令
汇编语言的语句格式 汇编语言 C/C++语言的混合编程……..

4.1 伪指令
?

在ARM汇编语言程序里,有一些特殊指令助记符, 这些助记符与指令系统的助记符不同,没有相对 应的操作码,通常称这些特殊指令助记符为伪指 令,他们所完成的操作称为伪操作。
伪指令在源程序中的作用是既要把正常的程序用 指令表达给计算机以外,又要把程序设计者的意 图表达给编译器. 例如:要告诉编译器程序段的开始和结束,需 要定义数据等.

?

4.1 伪指令
?

在ARM的汇编程序中,我们把伪指令分为三部分 介绍:
? ? ?

通用伪指令
与ARM指令相关的伪指令 与Thumb指令相关的伪指令

4.1.1 通用伪指令
通用伪指令包括:
?

符号定义伪指令

?
?

数据定义伪指令
汇编控制伪指令

?

及其他一些常用伪指令等。

4.1.1 通用伪指令
1.符号定义伪指令
符号定义伪指令用于声明ARM汇编程序中的变量、对变量
赋值以及定义寄存器的名称等操作。 常见的符号定义伪指令有如下几种:

(1)GBLA、GBLL和GBLS
语法格式: GBLA(GBLL或GBLS) 全局变量名 GBLA、GBLL和GBLS伪指令是声明全局变量的伪指令,

用于定义一个ARM程序中的全局变量,并将其初始化。

4.1.1 通用伪指令
1.符号定义伪指令
符号定义伪指令用于声明ARM汇编程序中的变量、
对变量赋值以及定义寄存器的名称等操作。 常见的符号定义伪指令有如下几种:

(1)GBLA、GBLL和GBLS
其中: ? GBLA用于声明一个全局的数字变量,并初始化为0; ? GBLL伪指令用于声明一个全局的逻辑变量,并初始化为F (假); ? GBLS伪指令用于声明一个全局的字符串变量,并初始化为 空;对于全局变量来说,变量名在源程序中必须是唯一的。

4.1.1 通用伪指令
指令示例:
GBLA GBLL DATE1 DATE1 ;声明一个全局数字变量DATE1 ;声明一个全局逻辑变量DATE2

GBLS
DATE3

DATA3
SETS“Testing”

;声明一个全局的字符串变量DATE3 ;将该变量赋值为“Testing”

4.1.1 通用伪指令
(2)LCLA、LCLL和LCLS 语法格式: LCLA(LCLL或LCLS) 局部变量名 LCLA、LCLL和LCLS伪指令是声明局部变量伪指令, 用于定义一个ARM程序中的局部变量,并将其初始化。 其中: ? LCLA用于声明一个局部的数字变量,并初始化为0; ? LCLL用于声明一个局部的逻辑变量,并初始化为F (假); ? LCLS用于声明一个局部的字符串变量,并初始化为空。 对于局部变量来说,变量名在使用的范围内必须是唯一 的,范围限制在定义这个变量的宏指令程序段内。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: LCLA DATE4 ;声明一个局部数字变量DATE4 LCLL DATE5 ;声明一个局部的逻辑变量DATE5 DATA4 SETL 0x10 ;为变量DATE4赋值为0x10 LCLS DATA6 ;声明一个局部的字符串变量DATA6

4.1.1 通用伪指令
(3)SETA、SETL和SETS
语法格式: 变量名 SETA(SETL或SETS)表达式 SETA、SETL、SETS是变量赋值伪指令,用于给一 个已经定义的全局变量或局部变量赋值。

其中:
? ? ?

SETA用于给一个数学变量赋值; SETL用于给一个逻辑变量赋值; SETS用于给一个字符串变量赋值;

4.1.1 通用伪指令
指令示例: GBLA EXAMP1 ;先声明一个全局数字变量EXAMP1 EXAMP1 SETA 0xaa ;将变量EXAMP1赋值为0xaa LCLL EXAMP2 ;声明一个局部的逻辑变量EXAMP2 EXAMP1 SETL {TRUE} ;将变量EXAMP1赋值为TRUE GBLA EXAMP3 ;先声明一个全局字符串变量EXAMP3 EXAMP3 SETS “string” ;将变量EXAMP3赋值为string

4.1.1 通用伪指令
(4)RLIST
语法格式:
名称 RLIST {寄存器列表} RLIST伪指令是定义通用寄存列表伪指令,通用寄存 器列表定义主要应用在堆栈操作或多寄存器传送中, 即使用该伪指令定义的名称可在ARM指令LDM/STM 中使用。 在LDM/STM指令中,列表中的寄存器访问次序为根 据寄存器的编号由低到高,而与列表中的寄存器排列 次序无关。

4.1.1 通用伪指令
指令示例:

RegList

RLIST

{R0-R5,R8 }

;定义寄存器列表为RegList 在程序中使用: STMFD SP!,RegList

;存储列表到堆栈
LDMIA R5,RegList ;加载列表

4.1.1 通用伪指令
2.数据定义伪指令
数据定义伪指令一般用于为特定的数据分配存储单元, 同时可完成已分配存储单元的初始化。常见的数据定 义伪指令有如下几种:

(1)DCB
语法格式: 标号 DCB 表达式 DCB伪指令是字节分配内存单元伪指令,用来分配 一片连续的字节存储单元并用伪指令中指定的数值或 字符初始化。其中,数值范围为0~255,DCB也可用 “=”代替。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: String DCB“This is a test!”

;分配一片连续的字节存储单元并初始化。
DATA2 DCB 15,25,62,00 ;为数字常量15,25,62,00分片内存单元

4.1.1 通用伪指令
(2)DCW(或DCWU)
语法格式: 标号 DCW(或DCWU)表达式

DCW(或DCWU)伪指令是为半字分配内存单
元,其中,表达式可以为程序标号或数字表达式。 伪指令DCW用于为半字分配一段半字对准的内存 单元,并用指定的数据初始化;伪指令DCWU用于为 半字分配一段可以非半字对准的内存单元,并用指定

的数据初始化。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: DATA1 DCW 1,2,3

;分配一片连续的半字存储单元并初始化为1,2,3。
DATA2 DCWU 45,0x2a*0x2a

;分配一片非半字对准存储单元并初始化。

4.1.1 通用伪指令
(3)DCD(或DCDU)
语法格式:
标号 DCD(或DCDU) 表达式 DCD(或DCDU)伪指令是为字分配内存单元伪 指令,其中,表达式可以为程序标号或数字表达式。 DCD也可用“&”代替。

伪指令DCD用来为字分配一段对准的内存单元, 并用指定的数值或标号初始化;伪指令DCDU用来为 字分配一段可以非对准的内存单元,并用指定的数值 或标号初始化。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: DATA1 DCD 4, 5, 6

;分配一片连续的字存储单元并初始化。
DATA2 DCDU LOOP ;为LOOP标号的地址值分配一个内存单元。

4.1.1 通用伪指令
(4)DCFD(或DCFDU)和DCFS(或DCFSU)
语法格式: 标号 伪指令 表达式 ? DCFD(或DCFDU)和DCFS(或DCFSU)都是为浮点数分配 内存单元的伪指令。 ? DCFD用于为双精度的浮点数分配一段字对准的内存单元,并 用指定的数据初始化,每个双精度的浮点数占两个字单元; DCFDU用于为双精度的浮点数分配一段非字对准的内存单元, 并用指定的数据初始化,每个双精度的浮点数占两个字单元; ? DCFS用于为单精度的浮点数分配一段字对准的内存单元,并 用指定的数据初始化,每个单精度的浮点数占一个字单元; ? DCFSU用于为单精度的浮点数分配一段非字对准的内存单元, 并用指定的数据初始化,每个单精度的浮点数占一个字单元。

4.1.1 通用伪指令
指令示例:

FLO1 DCFD

2E115,-5E7

;分配一段字对准存储单元并初始化为指定的双精度数 为2E115,-5E7。 FLO2 DCFDU 22,1E2 ;分配一段非字对准存储单元并初始化为指定的双精度 数为22,1E2。 FLO3 DCFS 2E5,-5E-7 ;分配一段非字对准存储单元并初始化为指定的单精度 数为2E5,-5E-7。

4.1.1 通用伪指令
(5)DCQ(或DCQU)

语法格式:
标号 DCQ(或DCQU)表达式 DCQ(或DCQU)伪指令是为双字分配内存单元的伪指令。

伪指令DCQ用于为双字分配一段字对准的内存单元,并用指 定的数据初始化;伪指令DCQU用于为双字分配一段可以非 字对准的内存单元,并用指定的数据初始化。 指令示例:
DATA1 DCQ 100 ;分配一片连续的存储单元并初始化为指定的值。

4.1.1 通用伪指令
(6)MAP和FILED

语法格式:
MAP 表达式,{基址寄存器} 标号 FIELD 表明数据字节数的数值 MAP和FILED是内存表定义伪指令。
?

伪指令MAP用于定义一个结构化的内存表的首地址, MAP也可用“^”代替; 伪指令FIELD用于定义内存表中的数据的长度。

?

FILED也可用“#”代替。

4.1.1 通用伪指令

?

表达式可以为程序中的标号或数学表达式,基址寄存
器为可选项,当基址寄存器选项不存在时,表达式的

值即为内存表的首地址,当该选项存在时,内存表的
首地址为表达式的值与基址寄存器的和。
?

注意MAP和FIELD伪指令仅用于定义数据结构,并 不实际分配存储单元。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: MAP 0x10,R1

;定义内存表首地址的值为[R1]+0x10。
DATA1 FIELD 4

;为数据DATA1定义4字节长度 DATA2 FIELD 16

;为数据DATA1定义16字节长度

4.1.1 通用伪指令
(7)SPACE
语法格式:
标号 SPACE 分配的内存单元字节数 SPACE伪指令是内存单元分配伪指令,用于分配一 片连续的存储区域并初始化为0,SPACE也可用“%” 代替。 指令示例: DATASPA SPACE 100 ;为DATASPA分配100个存储单元

;并初始化为0

4.1.1 通用伪指令
3.汇编控制伪指令
汇编控制伪指令用于控制汇编程序的执行流程,常用的 汇编控制伪指令包括以下几条: (1)MACRO、MEND和MEXIT 语法格式: MACRO $标号 宏名 $参数1,$参数2,…… 语句段 MEXIT 语句段 MEND MACRO、MEND和MEXIT都是宏定义指令。

4.1.1 通用伪指令
伪指令MACRO定义一个宏语句段的开始;伪指令 MEND定义宏语句段的结束;伪指令MEXIT可以实

?

现从宏程序段的跳出。宏指令可以使用一个或多个参
数,当宏指令被展开时,这些参数被相应的值替换。 MACRO、MEND伪指令可以嵌套使用。
?

宏是一段功能完整的程序,能够实现一个特定的功能, 在使用中可以把它视为一个子程序。在其他程序中, 可以调用宏完成某个功能。

4.1.1 通用伪指令
调用宏是通过调用宏的名称来实现的。宏指令的使用 方式和功能与子程序有些相似,子程序可以提供模块

?

化的程序设计、节省存储空间并提高运行速度。
?

但在使用子程序结构时需要保护现场,从而增加了系

统的开销,因此,在代码较短且需要传递的参数较多
时,可以使用宏指令代替子程序。调用宏的好处是不 占用传送参数的寄存器,不用保护现场。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: MACRO ;定义宏 $DATA1 MAX $N1,$N2 ;宏名称是MAX,主标号是$DATA1,两个参数 语句段 ;语句段 $DATA1.MAY1 ;非主标号,由主标号构成 语句段 ;语句段 …… $DATA1.MAY2 ;非主标号,由主标号构成 …… MEND ;宏结束

4.1.1 通用伪指令
(2)IF、ELSE、ENDIF
语法格式: IF 逻辑表达式 语句段1 ELSE 语句段2 ENDIF ? IF、ELSE、ENDIF伪指令是条件分支伪指令,能根据条件的 成立与否决定是否执行某个语句。伪指令 IF可以对条件进行判 断;伪指令ELSE产生分支;伪指令ENDIF定义分支结束。
?

当IF后面的逻辑表达式为真,则执行语句段1,否则执行语句 段2。其中,ELSE及语句段2可以没有,此时,当IF后面的逻 辑表达式为真,则执行指令序列1,否则继续执行后面的指令。

IF、ELSE、ENDIF伪指令可以嵌套使用。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: IF R0=0x10 ;判断R0中的内容是否是0x10 ADD R0,R1,R2 ;如果R0= 0x10,则执行R0= R1+ R2 ELSE ADD R0,R1,R3 ;如果R0≠ 0x10,则执行R0= R1+ R3 ENDIF

4.1.1 通用伪指令
(3)WHILE、WEND
语法格式: WHILE 逻辑表达式 语句段 WEND ? WHILE、WEND伪指令是条件循环伪指令,能根据 条件的成立与否决定是否循环执行某个语句段。伪指 令WHILE对条件进行判断,满足条件循环,不满足 条件结束循环;伪指令WEND定义循环体结束。
?

当WHILE后面的逻辑表达式为真,则执行语句段, 该语句段执行完毕后,再判断逻辑表达式的值,若为 真则继续执行,一直到逻辑表达式的值为假。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: GBLA Cou1 ;声明一个全局的数学变量,变量名为 Counter Cou1 SETA 1 ;为Cou1赋值1 WHILE Cou1< 10 ;判断WHILECounter < 10进入循环 ADD R1,R2,R3 ;循环执行语句 Cou1 SETA Cou1+1 ;每次循环Cou1加1 WEND ;执行ADD R1,R2,R3语句10次后,结束循环。

在应用WHILE、WEND伪指令时要注意:用来进行条件 判断的逻辑表达式必须是编译程序能够判断的语句,一般 应该是伪指令语句。

4.1.1 通用伪指令
4.其他杂类伪指令
下面是一些比较重要的杂类伪指令,这些杂类伪指令 在汇编程序中经常会被使用,包括以下几条: (1)ALIGN 语法格式: ALIGN {表达式{,偏移量}} ALIGN伪指令是地址对准伪指令,可通过插入字节 使存储区满足所要求的地址对准。其中,表达式的值 用于指定对准方式,可能的取值为2n,0≤n≤31,如果 不选表达式,则默认字对准;偏移量也为一个数字表 达式,若使用该字段,则当前位置的对齐方式为:2n +偏移量。

4.1.1 通用伪指令
指令示例:
B START ADD R0,R1,R2 ;正常语句

DATA1 DCB “Ertai”
;由于插入5个字节的存储区,地址不对准 ALIGN 4 ;使用伪指令确保地址对准 START LDR R5,[R6]

;否则此标号不对准
……

4.1.1 通用伪指令
(2)AREA
语法格式: AREA 段名 属性1,属性2,……

AREA伪指令是段指示伪指令,用于定义一个代 码段或数据段。其中,段名若以数字开头,则该段名 需用“|”括起来,如|1_test|。 属性字段表示该代码段(或数据段)的相关属性, 多个属性用逗号分隔。

4.1.1 通用伪指令
AREA常用的属性如下: ①CODE属性:用于定义代码段,默认为READONLY。 ②DATA属性:用于定义数据段,默认为READWRITE。 ③READONLY属性:指定本段为只读,代码段默认为 READONLY。 ④READWRITE属性:指定本段为可读可写,数据段的 默认属性为READWRITE。

4.1.1 通用伪指令
AREA常用的属性如下: ⑤ALIGN属性:使用方式为ALIGN 表达式。在默认时, ELF(可执行连接文件)的代码段和数据段是按字对 齐的,表达式的取值范围为0~31,相应的对齐方式 为2表达式次方。 ⑥COMMON属性:该属性定义一个通用的段,不包含 任何的用户代码和数据。各源文件中同名的 COMMON段共享同一段存储单元。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: AREA Example1,CODE,READONLY

;定义了一个代码段,段名为Example1,属性为只读。

4.1.1 通用伪指令
(3)CODE16、CODE32
语法格式:

CODE16
CODE32 CODE16和CODE32伪指令是代码长度定义伪指令。 若在汇编源程序中同时包含ARM指令和Thumb指令 时,可用CODE16伪指令定义后面的代码编译成16位 的Thumb指令,CODE32伪指令定义后面的代码编译 成32位的ARM指令。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: AREA Example1,CODE,READONLY …… CODE32 ;定义后面的指令为32位的ARM指令 LDR R0,=NEXT+1;将跳转地址放入寄存器R0 BX R0 ;程序跳转到新的位置执行,并将处理器切换到Thumb工作 状态 …… CODE16 ;定义后面的指令为16位的Thumb指令 NEXT LDR R3,=0x3FF …… END ;程序结束

4.1.1 通用伪指令
(4)ENTRY
语法格式: ENTRY

ENTRY伪指令是程序入口伪指令。在一个完整的汇 编程序中至少要有一个ENTRY,编译程序在编译连接 时依据程序入口进行连接。在只有一个入口时,编译程 序会把这个入口的地址定义为系统复位后的程序起始点。 但在一个源文件里最多只能有一个ENTRY。 指令示例: AREA Example1,CODE,READONLY ENTRY ;程序的入口处 ……

4.1.1 通用伪指令
(5)END 语法格式: END END伪指令是编译结束伪指令,用于通知编译器已经 到了源程序的结尾,每个汇编语言的源程序都必须有 一个END伪指令定义源程序结尾。编译程序检测到这 个伪指令后,不再对后面的程序编译。 指令示例: AREA Example1,CODE,READONLY …… END ;程序结束

4.1.1 通用伪指令
(6)EQU
语法格式: 名称 EQU 表达式{,类型} EQU伪指令是赋值伪指令,用于为程序中的常量、标 号等定义一个等效的字符名称。

名称为EQU伪指令定义的字符名称,当表达式为32 位的常量时,可以指定表达式的数据类型,可以有以 下三种类型:CODE16、CODE32和DATA。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: Test EQU 50 ;定义标号Test的值为50 DATA1 EQU 0x55,CODE32 ;定义DATA1的值为0x55且该处为32位的ARM指令

4.1.1 通用伪指令
(7)GET和INCBIN
语法格式: GET 文件名

INCBIN 文件名 GET和INCBIN伪指令是文件引用伪指令。伪指令 GET声明包含另一个源文件,并将被包含的源文件在

当前位置进行汇编处理;伪指令INCBIN声明包含另
一个源文件,在INCBIN处引用这个文件但不汇编。

4.1.1 通用伪指令
指令示例: AREA Example1,CODE,READONLY GET File1.s ;包含文件File1.s,并编译 INCBIN File2.dat ;包含文件File2.s,不编译 …… GET F:\EX\ File3.s ;包含文件File3.s,并编译 …… END

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
?

与ARM指令相关的伪指令共有4条。这4条伪指令和 通用伪指令不同,在程序编译过程中,编译程序会为 这4条指令产生代码,但这些代码不是它们自己的代 码,所以尽管它们可以产生代码,但还是伪指令。
? ?

ADR伪指令 ADRL伪指令

?
?

LDR伪指令
NOP

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
1. ADR伪指令
语法格式 :

ADR{cond} Rd, 语句标号+数值表达式
;其中Rd是目标寄存器,为R0~R15。 ADR伪指令是把地址加载到寄存器中的伪指令,这个地址可以 是基于PC相对偏移的地址值,也可以是基于寄存器相对偏移的 地址值读取到寄存器中。对偏移的地址值限定的范围是:字对 准时,不得超过±1020B;非字对准时,不得超过±255B。 指令示例: ADR R1,LOOP ;把LOOP处绝对地址加载给R1 ADR R1,LOOP+0x10 ;把LOOP+0x10处绝对地址加载给R1

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
2. ADRL伪指令
语法格式 :
ADR{cond} Rd, 语句标号+数值表达式
;其中Rd是目标寄存器,为R0~R15。

ADRL伪指令是把长地址加载到寄存器中的伪指令, 这个地址可以是基于PC相对偏移的地址值,也可以是 基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。对偏 移的地址值限定的范围是:字对准时,不得超过 ±256K;非字对准时,不得超过±64K。 指令示例: ADRL R1,0x10 ;把距离程序开始处16个地址单元处的绝对地址加载给 R1。

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
3. LDR伪指令
语法格式 : LDR{cond} Rd, =数值表达式 ;加载数字常量 LDR{cond} Rd, =语句标号+数值表达式 ;加载地址 LDR伪指令是把一个数字常量或一个地址加载到寄存器 伪指令。 LDR伪指令主要用于以下两个目的: ? 一是用于MOV和MVN指令中,若立即数由于超出范围 而不能加载到寄存器中时,产生文字常量; ? 另一个是将程序相对偏移量或一个标号所对应的地址加 载到寄存器中。

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
指令示例: LDR R1, =0x20 ;加载0x20到R1中 ;汇编器汇编成MOV R1,# 0x20 LDR R1, =0x101 ;加载0x101到R1中 ;汇编器汇编成LDR R1,[PC,offsect_data1] data1 DCD 0x101

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
4. NOP 语法格式: NOP NOP伪指令是空操作指令,在汇编时将被编译成一 条无效指令,如MOV R0,R0,占用32位代码空间。

NOP伪指令不影响CPSR中的条件标志位。

4.1.2 与ARM指令相关的伪指令
指令示例: ADDRES1 LDR R1,=ADDRES2 ;把ADDRES2地址加载给R1 ADR R2, ADDRES1 ;把ADDRES1地址加载给R2 SUB R3,R1,R2 ;相减 …… ADDRES2 NOP ;空操作

4.1.3 与Thumb指令相关的伪指令
与Thumb指令相关的伪指令共有3条,这些伪指令必须 出现在Thumb程序段。
? ? ?

ADR伪指令 LDR伪指令 NOP

4.1.3 与Thumb指令相关的伪指令
1. ADR伪指令
语法格式 : ADR{cond} Rd, 语句标号+数值表达式 ;其中Rd是目标寄存器,为R0~R7。 ADR伪指令是把地址加载到低端寄存器中的伪指令,

这个地址必须是基于PC相对偏移的地址值。偏移必
须向前偏移,偏移量不大于1KB,且该指令只可以加

载字对准的地址。

4.1.3 与Thumb指令相关的伪指令
指令示例: ADR R0,LOOP

;把LOOP处绝对地址 ;加载给R0 ADR R1,LOOP+0x40*2 ;把LOOP+0x40*2处 ;绝对地址加载给R1 …… ALIGN LOOP ADD R2,R0,R1 ……

4.1.3 与Thumb指令相关的伪指令
2. LDR伪指令
语法格式 : LDR{cond} Rd, =数值表达式 ;加载数字常量 LDR{cond} Rd, =语句标号+数值表达式 ;加载地址 LDR伪指令是把一个数字常量或一个地址加载到低 端寄存器伪指令。如果所加载的是一个32位的数字常 量,则编译程序就可以把这条语句编译成一条MOV 指令,如果不能用MOV指令来表达,则编译成一条 LDR指令。如果所加载的是地址的话,编译程序会把 这条语句编译成LDR指令。

4.1.3 与Thumb指令相关的伪指令
在使用LDR指令替代伪指令时,编译程序先把数据 (或地址)存放在数据缓冲区内,在执行LDR指令时, 从缓冲区读出这个数据加载到寄存器中去。因此,在 使用这条伪指令时,要为程序创建数据缓冲区。 指令示例: LDR R1, =0xFFE LDR R1, =START ;加载0xFFE到R1中 ;汇编器汇编成MOV R1,# 0xFFE ;加载START处的地址到R1中

4.1.3 与Thumb指令相关的伪指令
3. NOP
语法格式:

NOP
NOP伪指令是空操作指令,在汇编时将被编译成一条

无效指令,如MOV R0,R0,占用32位代码空间。

4.2 汇编语言的语句格式
汇编语言的源程序主要组成:
?

指令 伪指令 语句标号 注释

?

?

?

4.2.1 书写格式
ARM(Thumb)汇编语言的语句格式为: {语句标号} {指令或伪指令} {;注释} 1.语句标号 语句标号可以大小写字母混合使用,可以使用数字和 下划线。语句标号不能与指令助记符、寄存器、变量 名同名。 2.指令和伪指令 指令助记符和伪指令助记符可以大写,也可以小写, 但不能大小写混合使用。指令助记符和后面的操作数 寄存器之间必须有空格,不可以在这之间使用逗号。 3. 注释 汇编器在编译时,当发现一个分号后,把后面的内容 解释为注释,不予以编译。

4.2.1 书写格式
举例: AREA EXAMPLE1,CODE,READONLY ;EXAMPLE1程序段代码段,只读属性

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
在汇编语言程序设计中,经常使用各种符号代替 地址、变量和常量等,以增加程序的可读性。 1. 变量

ARM(Thumb)汇编程序所支持的变量形式有3
种:
? ? ?

数字变量 逻辑变量 字符串变量

变量在编译过程中可能被改变。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(1)数字变量用于在程序的运行中保存数字值,数字变
量的取值范围不能超过一个32位数所能表达的范围。
?

全局数字变量使用伪指令GBLA定义; 局部数字变量使用伪指令LCLA定义; 数字变量使用伪指令SETA赋值。

?

?

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(2)逻辑变量用于在程序的运行中保存逻辑值,逻辑 值只有两种取值情况:真或假。
?

全局逻辑变量使用伪指令GBLL定义; 局部逻辑变量使用伪指令LCLL定义; 逻辑变量使用伪指令SETA赋值。

?

?

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(3)字符串变量用于在程序的运行中保存一个字符串.
?

全局串变量使用伪指令GBLS定义;

?

局部串变量使用伪指令LCLS定义;
串变量使用伪指令SETS赋值。

?

串变量需要使用双引号包含。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(4)变量代换
程序中的变量可通过代换操作取得一个常量。 代换操作符为“$”。 如果在数字变量前面有一个代换操作符“$”,编译器 会将该数字变量的值转换为十六进制的字符串,并将 该十六进制的字符串代换“$”后的数字变量; 如果在逻辑变量前面有一个代换操作符“$”,编译器 会将该逻辑变量代换为它的取值(真或假); 如果在字符串变量前面有一个代换操作符“$”,编译 器会将该字符串变量的值代换“$”后的字符串变量。

?

?

?

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
指令示例: LCLS String1 ;定义局部字符串变量String1和String2 LCLS String2 String1 SETS “pen!” String2 SETS “This is a $ String1”

;字符串变量S2的值为“This is a Test!”

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
2. 数字表达式及运算符

数字表达式包括数字、数字常量、数字变量、数
字运算符和括号构成。表达式的结果不能超过一 个32位数的表达范围。 (1)数字形式可以:
?

十进制

?
? ?

十六进制
N进制 ASCII

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
若是十进制,在表达的时候可以直接表达, 例如:1234、56789。 若是十六进制,有两种表达方法。
?

一种是在数值前加“0x” 另一种是在数值前加“&”。

?

例如:0x12A,&FF00。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
若是N进制:N是一个2~9之间的整数。 表示方法是n_数值。 例如: 2_01101111是一个二进制数字 8_54231067是一个八进制数字。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
若是ASCII表达:有些值可以使用ASCII表达。 例如:‘A’表达A的ASCII码。

例如:MOV R1,#′A′等同于MOV R1,#0x41。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(2)数字常量是一个32位的整数。 可以使用伪指令EQU定义一个数字常量,并且定

义后不能改变。
(3)数字变量是被定义变量的数字。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(4)数字运算符是表明两个表达式之间的关系。在数 字表达式中,操作符有以下几种: ①算术运算符
?

“+”加
“-”减 “×” 乘 “/” 除 “MOD”取余数

?

?

?

?

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
以A和B表示两个数字表达式为例: A+ B A- B A× B A/B A:MOD:B 表示A与B的和。 表示A与B的差。 表示A与B的乘积。 表示A除以B的商。 表示A除以B的余数。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
②移位运算符“ROL”、“ROR”、“SHL”及“SHR” 以A和B表示两个数字表达式,以上的移位运算符代表

的运算如下:
A:ROL:B A:ROR:B A:SHL:B A:SHR:B 表示将A循环左移B位。 表示将A循环右移B位。 表示将A左移B位。 表示将A右移B位。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
③逻辑运算符“AND”、“OR”、“NOT”及“EOR” 以A和B表示两个数字表达式,以上的按位逻辑运算符代

表的运算如下:
A:AND:B 表示将A和B按位作逻辑与的操作。

A:OR:B
A:EOR:B

表示将A和B按位作逻辑或的操作。
表示将A和B按位作逻辑异或的操作。

NOT:B

表示将B按位作逻辑非的操作。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
3. 逻辑表达式及运算符
逻辑表达式包括逻辑值、逻辑变量、逻辑操作 符、关系操作符和括号构成,其表达式的运算结果为 真或假。与逻辑表达式相关的运算符如下: (1)逻辑值:只有{TRUE}或{FALSE}。

(2)逻辑变量:可以用伪指令定义逻辑变量。
(3)逻辑运算符:包括“LAND”、“LOR”、 “LNOT”及“LEOR”运算符,他们在运算时优先权 较低。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
以A和B表示两个逻辑表达式,以上的逻辑运算符代表 的运算如下: A:LAND:B A:LOR:B A:LEOR:B LNOT:B 表示将A和B 作逻辑与的操作。 表示将A和B作逻辑或的操作。 表示将A和B作逻辑异或的操作。 表示将B作逻辑非的操作。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(4)关系运算符:关系运算符所关联的两个操作数必 须形式相同,运算结果应该是一个逻辑值。包括“=”、 “>”、“<”、“>=”、“<= ”、“/=”、“ <>” 运算符。 以A和B表示两个逻辑表达式,以上的运算符代表 的运算如下: A=B 表示A等于B。 A>B 表示A大于B。 A<B 表示A小于B。 A >= B 表示A大于等于B。 A <= B 表示A小于等于B。 A /= B 表示A不等于B。 X <> B 表示A不等于B。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
指令示例: MOV R5,#0xFF00:MOD:0xF:ROL:2 ;R5寄存器里的内容为0x00 IF R5:LAND:R6<=R7 MOV R0,#0x00 ELSE

MOV R0,#0xFF ;如果R5∧R6<=R7则R0=0x00
;否则,R0=0xFF

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
4. 字符串表达式及运算符
字符串表达式包括字符串常量、字符串变量、运算 符和括号构成。

编译器所支持的字符串最大长度为512字节。
(1)字符串:用双引号包含在内的一系列字符称为字

符串。
(2)字符串变量:被定义为变量的字符串称为字符串 变量

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(3)单目运算符:是只涉及一个字符串的运算符,在 串运算中,单目运算符有较高的优先权。 单目运算符如表4-1所示。 (4)双目运算符:涉及两个表达式,其中至少有一个 是字符串。 双目运算符如表4-2所示 。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
表4-1 单目运算符
单目运算符 LEN 语法格式 :LEN:X 功能 当X是一个字符串时,计算X的长度。

CHR
STR

:CHR:X
:STR:X

当X是一个0~255之间的数字时,把X转换成 ASCII的字符串。
将32位的数字表达式X转换为8个字符的16进 制字符串,或逻辑表达式X转换为字符串T 或F。 如果符号A已经定义,则结果为真,否则为假。

DEF

:DEF:X

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
表4-2 双目运算符
双目运算符 LEFT RIGHT CC 语法格式 X:LEFT:Y X:RIGHT:Y X:CC:Y 功能 从字符串X中左侧取字符Y个。 从字符串X中右侧取字符Y个。 将字符串Y接在字符串X后面形成一个 字符串

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
指令实例:
GBLS STRING STRING ;定义字符串STRING ;(65是A的ASCII) GBLS STRING2 ;为STRING2赋值 GBLS STRING3 ;定义字符串STRING3 ;定义字符串STRING2 SETS:CHR:65;为STRING赋值

STRING2 SETS “EMBEDDED SYSTEM”

STRING3 SETS STRING2:LEFT:8
;将值EMBEDDED赋值给字符串STRING3

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
5. 以寄存器和程序计数器(PC)为基址的表达式 及运算符
常用的与寄存器和程序计数器(PC)相关的表达式 及运算符如下: (1)BASE运算符 BASE运算符返回基于寄存器的表达式中寄存器的编 号,其语法格式如下: :BASE:A

其中,A为与寄存器相关的表达式。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
(2)INDEX运算符 INDEX运算符返回基于寄存器的表达式中相对于

其基址寄存器的偏移量,其语法格式如下:
:INDEX:A

其中,A为与寄存器相关的表达式。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
6. 运算符的优先级
在对汇编程序进行编译时,运算中一般遵循的基本

规则是:先计算括号内,后计算括号外;在有多个操
作符时,顺序和运算符有关;单目运算符较双目运算

符优先;在相同优先权情况下,从左到右运算。
运算符的优先级如表4-3所示。

4.2.2 汇编语言中表达式和运算符
表4-3 运算符优先级
运算符 单目运算符 乘除和取膜(×、/ 、MOD) 移位运算(ROL、ROR、SHL、SHR) 加减和逻辑运算(+、-、AND、OR、EOR) 各种逻辑运算(=、>、<、>=、<=、/=、<>) 逻辑运算(LAND、LOR、LEOR) 优先级顺序(由高到底)

4.3 汇编程序应用
4.3.1 汇编程序基本结构

下面是一个汇编语言源程序的基本结构: AREA example,CODE,READONLY ;定义代码块为example ENTRY ;程序入口 Start MOV R0, #40 ;R0=40 MOV R1,#16 ;R1=16 ADD R2,R0,R1 ;R2= R0 +R1 MOV R0,#0x18 ;传送到软件中断的参数 LDR R1,=0x20026 ;传送到软件中断的参数 SWI 0x123456 ;通过软件中断指令返回 END ;文件结束

4.3.1 汇编程序基本结构
?

AREA 伪指令定义一个段,并说明所定义段的相关 属性,本例定义一个名为 example 的代码段,属性 为只读。

?

ENTRY 伪指令标识程序的入口点,接下来为语句 段。执行主代码后,通过返回控制终止应用程序并 返回到DEBUG,通过使用软件中断指令实现了返回。

?

在程序的末尾为 END 伪指令,该伪指令通知编译器

停止对源文件的处理,每一个汇编程序段都必须有
一条END伪指令,指示代码段的结束。

4.3.2 子程序调用
2. 在ARM汇编语言程序中,子程序的调用一般是通过 BL指令来实现的。 3. 指令格式:BL子程序名 该指令在执行时完成如下操作:将子程序的返回地 址存放在连接寄存器LR中,同时将程序计数器PC指 向子程序的入口点,当子程序执行完毕需要返回调 用处时,只需要将存放在LR中的返回地址重新拷贝

给程序计数器PC(即:使用指令MOV PC,LR)。

4.3.2 子程序调用
习惯上用寄存器R0~R3来存放送到子程序的参 数,然后从子程序返回时存放返回的结果给调用者。 下面给出的子程序,减4个参数的值,用R0返回 结果(即实现R0=R0-R1-R2-R3)。

4.3.2 子程序调用
AREA Init,CODE,READONLY ;定义一个代码段 ENTRY ;定义一个程序入口 LOOP1 MOV R0,#412 ;给参数R0赋值680 MOV R1,# 106 ;给参数R1赋值25 MOV R2,# 64 ;给参数R2赋值101 MOV R3,# 195 ;给参数R3赋值91 BL SUB1 ;调用子程序SUB1,同时将子程序的返回 ;地址存放在连接寄存器R14(LR)中。 MOV R0,#0x18 ;传送到软件中断的参数 LDR R1,=0x20026 ;传送到软件中断的参数 SWI 0x123456 ;通过软件中断指令返回 SUB1 SUB R0,R0,R1 ;子程序代码 SUB R0,R0,R2 SUB R0,R0,R3 MOV PC,LR ;从子程序返回 END

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
在应用系统的程序设计中,若所有的编程任务均用汇编 语言来完成,其工作量是可想而知的。事实上, ARM体系结构支持C/C+以及与汇编语言的混合编程, 在一个完整的程序设计的中,除了初始化部分用汇编 语言完成以外,其主要的编程任务一般都用C/C++完 成。 汇编语言与C/C++的混合编程通常有以下几种方式: ? 在C/C++代码中嵌入汇编指令。 ? 在汇编程序和C/C++的程序之间进行变量的互访。 ? 汇编程序、C/C++程序间的相互调用。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
在以上的几种混合编程技术中,必须遵守一定的调用 规则:这里所指的是ATPCS规则,PCS即Procedure Call Standard(过程调用规范),ATPCS即ARMTHUMB procedure call standard。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。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
PCS强制实现如下约定:调用函数如何传递参数(即 压栈方法,以何种方式存放参数),被调用函数如何 获取参数,以何种方式传递函数返回值。 PCS的制订是一系列指标的“tradeoff(折衷)” (因为很大程度上涉及系统的一些性能),如:会涉 及生成代码的大小,调试功能的支持,函数调用上下 文处理速度以及内存消耗等。 当然,通过编译器的支持可以让生成的代码有不同的 特性,如:gcc编译选项可以支持或不支持frame pointer来支持深入调试功能或提高程序运行性能。

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4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
基本ATPCS规定了在子程序调用时的一些基本规则, 包括以下三个方面的内容:各寄存器的使用规则及其 相应的名字;数据栈的使用规则;参数传递的规则。 相对于其他类型的ATPCS,满足基本ATPCS的程序 的执行速度更快,所占用的内存更少。但是它不能提 供以下的支持ARM程序和THUMB程序相互调用;数 据以及代码的位置无关;子程序的可重入性;数据栈 检查等。

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4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
1.各寄存器的使用规则
(1)子程序通过寄存器R0~R3来传递参数。 这时寄存 器可以记作: A0~A3 ,被调用的子程序在返回前无 需恢复寄存器R0~R3的内容。 (2)在子程序中,使用R4~R11来保存局部变量,这时寄 存器R4~R11可以记作:V1~V8。如果在子程序中使 用到V1~V8的某些寄存器,子程序进入时必须保存这 些寄存器的值,在返回前必须恢复这些寄存器的值, 对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作。 在THUMB程序中,通常只能使用寄存器R4~R7来保 存局部变量。 (3)寄存器R12用作子程序间scratch寄存器,记作ip; 在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
(4)寄存器R13用作数据栈指针,记做SP;在子程序 中寄存器R13不能用做其他用途。 寄存器SP在进入子 程序时的值和退出子程序时的值必须相等。 (5)寄存器R14用作连接寄存器,记作lr ;它用于保存 子程序的返回地址,如果在子程序中保存了返回地址, 则R14可用作其它的用途。 (6)寄存器R15是程序计数器,记作PC ;它不能用作 其他用途。 (7)ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都 是预定义的。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
2.数据栈的使用规则
ATPCS规定数据栈为满递减类型。并对数据栈的 操作是8字节对齐的,下面是一个数据栈的示例及相 关的名词。
(1)数据栈栈指针(stack pointer ),其指向最后一 个写入栈的数据的内存地址。 (2)数据栈的基地址(stack base),是指数据栈的最 高地址。由于ATPCS中的数据栈是FD类型的,实际 上数据栈中最早入栈数据占据的内存单元是基地址的 下一个内存单元。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程

(3)数据栈界限(stack limit ),是指数据栈中可以使 用的最低的内存单元地址。 (4)已占用的数据栈(used stack),是指数据栈的基 地址和数据栈栈指针之间的区域,其中包括数据栈栈 指针对应的内存单元。 (5)数据栈中的数据帧(stack frames) ,是指在数据栈 中,为子程序分配的用来保存寄存器和局部变量的区 域。 异常中断的处理程序可以使用被中断程序的数据栈, 这时用户要保证中断的程序数据栈足够大。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
3.参数的传递规则
根据参数个数是否固定,可以将子程序分为参数个 数固定的子程序和参数个数可变的子程序。 (1)参数个数可变的子程序参数传递规则 对于参数个数可变的子程序,当参数不超过4个时,可 以使用寄存器R0~R3来进行参数传递,当参数超过4 个时,还可以使用数据栈来传递参数。在参数传递时, 将所有参数看做是存放在连续的内存单元中的字数据。 然后,依次将各名字数据传送到寄存器R0、R1、R2、 R3;如果参数多于4个,将剩余的字数据传送到数据 栈中,入栈的顺序与参数顺序相反,即最后一个字数 据先入栈。按照上面的规则,一个浮点数参数可以通 过寄存器传递,也可以通过数据栈传递,也可能一半 通过寄存器传递,另一半通过数据栈传递。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
(2)参数个数固定的子程序参数传递规则 对于参数个数固定的子程序,参数传递与参数个数 可变的子程序参数传递规则不同,如果系统包含浮点 运算的硬件部件,浮点参数将按照下面的规则传递: 各个浮点参数按顺序处理;为每个浮点参数分配FP寄 存器;分配的方法是满足该浮点参数需要的且编号最 小的一组连续的FP寄存器。第一个整数参数通过寄存 器R0~R3来传递,其他参数通过数据栈传递。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
4.子程序结果返回规则
(1)结果为一个32位的整数时,可以通过寄存器R0返回。

(2)结果为一个64位整数时,可以通过R0和R1返回, 依此类推。
(3)对于位数更多的结果,需要通过调用内存来传递。

4. 4 汇编语言与C/C++的混合编程
如果按照上述的方法,就过于繁琐。在实际的编程应 用中,使用较多的方式是: 程序的初始化部分用汇编语言完成,然后用C/C++ 完成主要的编程任务,程序在执行时首先完成初始化 过程,然后跳转到C/C++程序代码中,汇编程序和 C/C++程序之间一般没有参数的传递,也没有频繁 的相互调用,因此,整个程序的结构显得相对简单, 容易理解。

4.4.1 在C/C++程序中内嵌汇编指令的语法格式
在ARM C语言程序中使用关键字_asm来标识一段汇编指令程序, 其用法如下: __asm { instruction [; instruction] 汇编语言程序段以及注释 … [instruction] } 其中,如果一行中有多个汇编指令,指令之间使用分号“;”隔 开;如果一条指令占多行,使用续行符号”\”表示接续;在汇 编指令段中可以使用C语言的注释语句。 在ARM C/C++程序中还可以使用关键词asm来内嵌一段汇编程序, 其格式如下: asm(“instruction [; instruction]”); 其中,asm后面括号中必须是一条汇编语句,且其不能包含注释 语句。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
这里主要讨论C/C++和汇编的混合编程,包括相互之间 的函数调用。下面分五种情况来进行讨论。 1.在C语言中内嵌汇编 在C中内嵌的汇编指令包含大部分的ARM和Thumb 指令,不过其使用与汇编文件中的指令有些不同,存 在一些限制,主要有下面几个方面: (1)不能直接向PC寄存器赋值,程序跳转要使用B或 者BL指令。 (2)在使用物理寄存器时,不要使用过于复杂的C表达 式,避免物理寄存器冲突。 (3)R12和R13可能被编译器用来存放中间编译结果, 计算表达式值时可能将R0~R3、R12及R14用于子程 序调用,因此要避免直接使用这些物理寄存器。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
(4)一般不要直接指定物理寄存器,而让编译器进行分配。
下面通过一个例子来说明如何在C中内嵌汇编语言: #include <stdio.h> void my_strcpy(const char *src, char *dest) //声明一个函数 { char ch; //声明一个字符型变量 __asm //调用关键词__asm { LOOP ;循环入口 LDRB CH,[SRC],#1 ;Thumb指令,ch←src+1.将无符 ;号src地址的数+1送入ch STRB CH,[dest],#1 ;Thumb指令, [dest+1] ←ch, ;将无符号CH数据送入[dest+1]存储 CMP CH, #0 ;比较CH是否为零,否则循环。 ;总共循环256次 BNE LOOP; ;B 指令跳转,NE为Z位清零不相等 } }

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
int main() ;C语言主程序 { char *a = "forget it and move on!";//声明字符型指针 变量 char b[64];//字符型数组 my_strcpy(a, b);//调用子函数,进行复制 printf("original: %s", a);//屏幕输出,a的数值 printf("copyed: %s", b);//屏幕输出,b的数值 return 0; } 在这里C和汇编之间的值传递是用C的指针来实现的, 因为指针对应的是地址,所以汇编中也可以访问。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
2.在汇编中使用C程序全局变量
内嵌汇编不用单独编辑汇编语言文件,比较简洁, 但是有诸多限制,当汇编的代码较多时一般放在单独 的汇编文件中。这时就需要在汇编和C之间进行一些 数据的传递,最简便的办法就是使用全局变量。具体 的汇编程序中访问方法如下: (1)使用IMPORT伪操作声明该全局变量。 (2)使用LDR指令读取该全局变量的内存地址,通常 该全局变量的内存地址值存放在程序的数据缓冲池中 (Literal pool)。 (3)根据该数据的类型,使用相应的LDR/STR指令读 取/修改该全局变量的值。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
下面通过一个例子来说明如何在汇编程序中访问C程序全局变 量。 AREA asmfile,CODE,READONLY ;建立一个汇编程序段 EXPORT asmDouble ;声明可以被调用的汇编函数asmDouble IMPORT gVar_1 ;调用C语言中声明的全局变量 asmDouble ;汇编子函数入口 LDR R0,=gVar_1 ;将等于gVar_1地址的数据送入R0寄存器 LDR R1,[R0] ;将R0中的值为地址的数据送给R1。 MOV R2, #10 ;将立即数2送给R2 ADD R3, R1, R2 ;R3=R1+R2,实现了gVar_1= gVar_1+10 STR R3,[R0] ;将R3中的数据送给R0 MOV PC, LR ;子程序返回 END

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
3.C程序中调用汇编的函数 在C程序中调用汇编文件中的函数,主要工作有两 个:一是在C中声明函数原型,并加extern关键字; 二是在汇编中用EXPORT导出函数名,并用该函数名 作为汇编代码段的标识,最后用MOV PC,LR返回。 然后,就可以在C程序中使用该函数了。 下面是一个C程序调用汇编程序的例子,其中汇编程序 strcpy实现字符串复制功能,C程序调用strcpy完成字 符串复制的工作。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
/* C程序*/ #include <stdio.h> extern void asm_strcpy(const char *src, char *dest); //声明可以被调用的函数 int main() //C语言主函数 { const char *s = "seasons in the sun"; //声明字符型指针变量 char d[32]; //声明字符型数组 asm_strcpy(s,d); //调用汇编子函数 printf("source: %s",s); //屏幕显示,S的值 printf(" destination: %s",d); //屏幕显示,d的值。 return 0; }

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
; 汇编语言程序段 AREA asmfile,CODE,READONLY ;声明汇编语言程序段 EXPORT asm_strcpy ;声明可被调用函数名称 asm_strcpy ;函数入口地址 LOOP ;循环标志条 LDRB R4, [R0], #1 ;R0的地址加1后送给R4 CMP R4, #0 ;比较R4是否为零 BEQ OVER ;为零跳转到结束 STRB R4, [R1], #1 ;R4的值送入R1加1地址 B LOOP ;跳转到循环位置 OVER ;跳出标志位 MOV PC, LR ;子函数返回 END

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
4.在汇编程序中调用C的函数
在汇编中调用C的函数,需要在汇编中使用伪指令 IMPORT 声明将要调用的C函数。 下面是一个汇编程序调用C程序的例子。其中在汇编程序 中设置好各参数的值,本例有5个参数,分别使用寄存器 R0存放第1个参数,R1存放第2个参数,R2存放第3个参 数。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
EXPORT asmfile ;可被调用的汇编段 AREA asmfile,CODE,READONLY;声明汇编程序段 IMPORT cFun ;声明调用C语言的cFun函数 ENTRY ;主程序起始入口 MOV R0, #11 ;将11放入R0 MOV R1, #22 ;将22放入R1 MOV R2, #33 ;将33放入R2 BL cFun;调用C语言子函数 END /*C 语言函数, 被汇编语言调用 */ int cFun(int a, int b, int c)//声明一个函数 { return a + b + c;//返回a+b+c的值 }

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
5.C++嵌入式系统中应用
C++和C是可以互相调用的,并且可以灵活的进行汇编 语言、C语言、C++语言的混合调用。 前面讲述了C语言与汇编语言的互相调用,在这里我们 将讨论C++和C语言的互相调用。当C++与C互相调用 是必须使用伪指令“extern “C”{….}”,例如,extern “C”{include “cHeadfile.h”}。 extern "C"包含双重含义,其一:被它修饰的目标是 “extern”的;其二:被它修饰的目标是“C”的。 (1)被extern “C”限定的函数或变量是extern类型的 extern是C/C++语言中表明函数和全局变量作用范围 (可见性)的关键字,该关键字告诉编译器,其声明 的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
例如:extern int a;此语句仅仅是在声明一个变量,并 不是定义变量a,并未为a分配内存空间。变量a在所 有模块中作为一种全局变量只能被定义一次,否则会 出现连接错误。 通常,在模块的头文件中对模块提供给其他模块引用 的函数和全局变量以关键字extern声明。例如,如果 模块B欲引用该模块A中定义的全局变量和函数时只 需包含模块A的头文件即可。这样,模块B中调用模 块A中的函数时,在编译阶段,模块B虽然找不到该 函数,但是并不会报错,它会在连接阶段中从模块A 编译生成的目标代码中找到此函数。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
与extern对应的关键字是static,被它修饰的全局变量和 函数只能在本模块中使用。因此,一个函数或变量只 可能被本模块使用时,其不可能被extern “C”修饰。 (2)被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式 编译和连接的。 作为一种面向对象的语言,C++支持函数重载,而过程 式语言C则不支持。函数被C++编译后在符号库中的 名字与C语言的不同。例如,假设某个函数的原型为: void foo(int x, int y);

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
该函数被C编译器编译后在符号库中的名字为_foo,而 C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字(不同 的编译器可能产生的名字不同,但是都采用了相同的 机制)。_foo_int_int这样的名字包含了函数名、函数 参数数量及类型信息,C++就是靠这种机制来实现函 数重载的。例如,在C++中,函数void foo(int x, int y) 与void foo(int x, float y)编译产生的符号是不相同的, 后者为_foo_int_float。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
(3)extern "C"的惯用法 ①在C++中引用C语言中的函数和变量,在包含C语言 头文件(假设为cExample.h)时,需进行下列处理: extern "C" { #include "cExample.h" }

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
而在C语言的头文件中,对其外部函数只能指定为 extern类型,C语言中不支持extern "C"声明,在.c文 件中包含了extern "C"时会出现编译语法错误。 ②在C中引用C++语言中的函数和变量时,C++的头文 件需添加extern "C",但是在C语言中不能直接引用 声明了extern "C"的头文件,应该仅将C文件中将 C++中定义的extern "C"函数声明为extern类型。

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
例如: //C++头文件 cppExample.h #ifndef CPP_EXAMPLE_H #define CPP_EXAMPLE_H extern "C" int add(int x, int y); #endif //C++实现文件 cppExample.cpp #include "cppExample.h" int add(int x, int y) { return x+y; }

4.4.2 C/C++与汇编语言的混合编程应用
/*C实现文件cFile.c /*这样会编译出错:#include "cppExample.h"*/ extern int add(int x, int y); int main(int argc, char *argv[])//C 语言主程序入口 { add(2,3); return 0; }

4.5 本章小结
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?

本章介绍了ARM汇编语言程序设计中常见的通用伪 指令、与ARM指令相关的伪指令、与Thumb指令相 关的伪指令及汇编语言的基本语句格式和基本结构等, 同时简单介绍了C/C++和汇编语言的混合编程的语 法格式及应用等。 通过本章的学习,要求基本掌握伪指令、表达式和运 算符的含义及用法,能够编写出汇编语言程序及掌握 与C/C++的混合编程方法。


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【2019年整理】嵌入式系统原理及应用教程第5章_图文.ppt
【2019年整理】嵌入式系统原理及应用教程第5章 - 第1章 嵌入式系统概述 第2章 ARM微处理器概述与编程模型 第3章 ARM9指令系统 第4章 嵌入式程序设计基础 第...
嵌入式系统原理及应用教程第1章_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程第1章 - 嵌入式系统原理及应用教程 课程目的 ? ?
嵌入式系统原理及应用教程第7章_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程第7章 - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第1章 嵌入式系统概述 第2章 ARM微处理器概述与编程模型 第3章 第4章 第5章 第6章 ...
嵌入式系统原理及应用教程第2章_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程第2章 - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第1章 嵌入式系统概述 第2章 ARM微处理器概述与编程模型 第3章 第4章 第5章 第6章 ...
嵌入式系统原理及应用教程_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程 - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第8章 嵌入式
7--ARM嵌入式系统原理及应用教程_图文.ppt
7--ARM嵌入式系统原理及应用教程 - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第1章 嵌入式系统概述 第2章 ARM微处理器概述与编程模型 第3章 第4章 第5章 第6章...
嵌入式系统原理及应用教程第10章_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程第10章 - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第8章
嵌入式系统原理及应用教程第1章_图文.ppt
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嵌入式系统原理及应用教程第6章_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程第6章 - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第6章
嵌入式系统原理及应用教程第9章new_图文.ppt
嵌入式系统原理及应用教程第9章new - 嵌入式系统原理及应用教程 主讲内容 第