ARM匯編語言程序標準和范例PPT

1、嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā),第11講 南京大學(xué)計算機系 俞建新主講,2008年春季,2008年10月23日,2,第5章 ARM指令集和匯編語言程序,本章主要介紹以下內(nèi)容： ARM指令集的基本特點 與Thumb指令集的區(qū)別 與x86處理器的區(qū)別 ARM指令格式 ARM尋址方式 ARM指令集分類詳解 ARM匯編語句格式和程序格式 ARM匯編語言的指示符 ARM匯編程序標準與規(guī)范 典型ARM匯編語言程序舉例,2008年10月23日,3,本講主要參考文獻,ARM公司英文資料： ADS_AssemblerGuide_B.pdf DDI0100E_ARM_ARM.pdf 中文圖書 ARM體系結(jié)構(gòu)與編程，清華大學(xué)

2、出版社 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程，機械工業(yè)出版社,2008年10月23日,4,講授內(nèi)容,ATPCS 和AAPCS規(guī)范要點 ARM編譯器保有的特定關(guān)鍵字 典型ARM匯編語言程序舉例 ARM匯編程序基本結(jié)構(gòu) C程序和CPP程序調(diào)用ARM匯編子程序 ARM匯編程序調(diào)用ARM匯編子程序 整數(shù)除法子程序 S3C44B0X處理器的啟動代碼 44BInit.s、option.s、memcfg.s,2008年10月23日,5,5.7 ARM匯編程序規(guī)范,寄存器的使用規(guī)則 堆棧使用規(guī)則 參數(shù)傳遞規(guī)則,2008年10月23日,6,ATPCS,ATPCS（ARM-Thumb Procedure Call Standard

3、）規(guī)定了一些子程序間調(diào)用的基本規(guī)則，這些規(guī)則包括子程序調(diào)用過程中寄存器的使用規(guī)則，數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則，參數(shù)的傳遞規(guī)則。有了這些規(guī)則之后，單獨編譯的C語言程序就可以和匯編程序相互調(diào)用。 使用ADS的C語言編譯器編譯的C語言子程序滿足用戶指定的ATPCS類型。而對于匯編語言來說，則需要用戶來保證各個子程序滿足ATPCS的要求。,2008年10月23日,7,AAPCS,2007年ARM公司正式推出了AAPCS標準 ARM Archtecture Procedure Call Standard AAPCS是ATPCS的改進版 目前， AAPCS和ATPCS都是可用的標準,2008年10月23日,8,寄存

4、器的使用規(guī)則,子程序間通過寄存器R0R3來傳遞參數(shù)。這時，寄存器R0R3可記作a0a3。被調(diào)用的子程序在返回前無需恢復(fù)寄存器R0R3的內(nèi)容。 在子程序中，使用寄存器R4R11來保存局部變量。這時，寄存器R4R11可以記作v1v8。如果在子程序中使用了寄存器v1v8中的某些寄存器，則子程序進入時必須保存這些寄存器的值，在返回前必須恢復(fù)這些寄存器的值。在Thumb程序中，通常只能使用寄存器R4R7來保存局部變量。 寄存器R12用作過程調(diào)用中間臨時寄存器，記作IP。在子程序之間的連接代碼段中常常有這種使用規(guī)則。,2008年10月23日,9,寄存器的使用規(guī)則（續(xù)）,寄存器R13用作堆棧指針，記作SP。

5、在子程序中寄存器R13不能用作其他用途。寄存器SP在進入子程序時的值和退出子程序時的值必須相等。 寄存器R14稱為連接寄存器，記作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，寄存器R14則可以用作其他用途。 寄存器R15是程序計數(shù)器，記作PC。它不能用作其它用途。,2008年10月23日,10,堆棧使用規(guī)則,ATPCS規(guī)定堆棧為FD類型，即滿遞減堆棧，并且對堆棧的操作是8字節(jié)對齊。 對于匯編程序來說，如果目標文件中包含了外部調(diào)用，則必須滿足下列條件： （1）外部接口的堆棧必須是8字節(jié)對齊的。 （2）在匯編程序中使用PRESERVE8偽指令告訴連接器，本匯編程序數(shù)據(jù)是8字節(jié)對

6、齊的。,2008年10月23日,11,參數(shù)傳遞規(guī)則,根據(jù)參數(shù)個數(shù)是否固定，可以將子程序分為參數(shù)個數(shù)固定的子程序和參數(shù)個數(shù)可變化的子程序。 這兩種子程序的參數(shù)傳遞規(guī)則是不一樣的。,2008年10月23日,12,參數(shù)個數(shù)可變子程序參數(shù)傳遞規(guī)則,對于參數(shù)個數(shù)可變的子程序，當參數(shù)個數(shù)不超過4個時，可以使用寄存器R0R3來傳遞參數(shù)；當參數(shù)超過4個時，還可以使用堆棧來傳遞參數(shù)。 在傳遞參數(shù)時，將所有參數(shù)看作是存放在連續(xù)的內(nèi)存字單元的字數(shù)據(jù)。然后，依次將各字數(shù)據(jù)傳遞到寄存器R0，R1，R2和R3中。如果參數(shù)多于4個，則將剩余的字數(shù)據(jù)傳遞到堆棧中。入棧的順序與參數(shù)傳遞順序相反，即最后一個字數(shù)據(jù)先入棧。,200

7、8年10月23日,13,參數(shù)個數(shù)固定子程序參數(shù)傳遞規(guī)則,如果系統(tǒng)不包含浮點運算的硬件部件，浮點參數(shù)會通過相應(yīng)的規(guī)則轉(zhuǎn)換成整數(shù)參數(shù)（若沒有浮點參數(shù)，此步省略），然后依次將各字數(shù)據(jù)傳送到寄存器R0R3中。如果參數(shù)多于4個，將剩余的字數(shù)據(jù)傳送堆棧中，入棧的順序與參數(shù)順序相反，即最后一個字數(shù)據(jù)先入棧。在參數(shù)傳遞時，將所有參數(shù)看作是存放在連續(xù)的內(nèi)存字單元的字數(shù)據(jù)。,2008年10月23日,14,子程序結(jié)果返回規(guī)則,子程序中結(jié)果返回的規(guī)則如下： 結(jié)果為一個32位整數(shù)時，可以通過寄存器R0返回； 結(jié)果為一個64位整數(shù)時，可以通過寄存器R0和Rl返回； 結(jié)果為一個浮點數(shù)時，可以通過浮點運算部件的寄存器f0、d

8、0或s0來返回； 結(jié)果為復(fù)合型浮點數(shù)（如復(fù)數(shù)）時，可以通過寄存器f0fn或d0dn來返回； 對于位數(shù)更多的結(jié)果，需要通過內(nèi)存來傳遞。,2008年10月23日,15,5.7.2 ARM編譯器保有的特定關(guān)鍵字,ARM編譯器支持一些對ANSI C進行擴展的關(guān)鍵詞。這些關(guān)鍵詞用于聲明變量、聲明函數(shù)、對特定的數(shù)據(jù)類型進行一定的限制。,2008年10月23日,16,用于聲明函數(shù)的關(guān)鍵詞 （雙下劃線起頭）,_asm，內(nèi)嵌匯編 _inline，內(nèi)聯(lián)展開 _irq，聲明IRQ或FIQ的ISR _pure，函數(shù)不修改該函數(shù)之外的數(shù)據(jù) _softfp，使用軟件的浮點連接件 _swi，軟中斷函數(shù) _swi_indir

9、ect，軟中斷函數(shù),2008年10月23日,17,用于聲明變量的關(guān)鍵詞,register 聲明一個變量，告訴編譯器盡量保存到寄存器中。 _int64 該關(guān)鍵詞是long long的同義詞。 _global_reg 將一個已經(jīng)聲明的變量分配到一個全局的整數(shù)寄存器中。,2008年10月23日,18,5.8 典型ARM匯編語言程序舉例,請參看本課程教材嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程中第151頁開始的第5.2節(jié)。,2008年10月23日,19,5.8.1 條件執(zhí)行舉例,求a和b兩整數(shù)最大公約數(shù)的C程序 While a!=b) If(ab) a-=b; else b-=a; ,2008年10月23日,20,條件執(zhí)行

10、舉例（續(xù)）,如果用ARM匯編子程序來實現(xiàn)，就是求r1和r2兩個寄存器中的兩個整數(shù)的最大公約數(shù)。使用條件執(zhí)行指令表示只有以下4句代碼： gcd cmp r1, r2 ;cmp與subs功能類似但不存結(jié)果 subgt r1, r1, r2 ;如果r1r2執(zhí)行此指令 sublt r2, r2, r1 ;如果r1r2則轉(zhuǎn)gcd標號 注：函數(shù)結(jié)束時r1=r2，都可以用作返回值。,2008年10月23日,21,5.8.2 32位地址送入一個寄存器中,下面指令段中的load指令根據(jù)輸入?yún)?shù)決定調(diào)用那個函數(shù)。具體做法是將函數(shù)的絕對地址通過LDR指令存入在r4寄存器中，由于是32的絕對地址，LDR會被解釋成以下

11、操作：將函數(shù)的絕對地址放入一個文字池（Literal pool，嵌入在代碼中的用以存放常數(shù)的區(qū)域）。產(chǎn)生一條形如：LDR rn pc, #offset to literal pool的指令來將這個絕對地址讀入到指定的寄存器中。 類似地LDR指令也通過上述方法讀入一個32位的絕對數(shù)。在下例中，LDR指令將32位絕對數(shù)0 x11552634讀入到r0寄存器中，用作調(diào)用routine1或者routine2的參數(shù)。,2008年10月23日,22,32位地址送入一個寄存器中（續(xù)）,;void load(int i) ;void routine1(int 1); ;void routine2(int 2)

12、; AREA LOAD, CODE, READONLY IMPORT routine1 IMPORT routine2 EXPORT load load stmfd r13!, r4, r14 ldr r4, = routine1 ;首先將32位地址存放在附近的區(qū)域 cmps r0, #1 ldrne r4, = routine2 ldr r0 = 0 x11552634 ;函數(shù)的第1個int參數(shù) bx r4 ldmfd r13!, r4, r14 bx r14,2008年10月23日,23,5.8.3 從IRQ和FIQ異常處理程序返回,從IRQ和FIQ異常處理程序返回時，返回地址應(yīng)該是LR-

13、4。 有三種不同的編程方法，分別列出如下： 返回方式1 INT_HANDLER SUBS PC, LR, #4 ; PC=R14-4,2008年10月23日,24,從IRQ和FIQ異常處理程序返回（2）,返回方式2 INT_HANDLER SUB R14, R14, #4 ; R14 -=4 MOVS PC, LR,2008年10月23日,25,從IRQ和FIQ異常處理程序返回（3）,返回方式3 INT_HANDLER SUB R14, R14, #4 ; R14 = R14 4 STMFD R13!, R0-R3, R14 LDMFD R13!, R0-R3, R15,2008年10月23日

14、,26,5.8.4 調(diào)用ARM匯編語言子程序,在ARM匯編語言中，子程序調(diào)用是通過BL指令完成的。BL指令的語法格式如下： BL subname 其中，subname是調(diào)用的子程序的名稱。 BL指令完成兩個操作：將子程序的返回地址放在LR寄存器中，同時將PC寄存器值設(shè)置成目標子程序的第一條指令地址。 在子程序返回時可以通過將LR寄存器的值傳送到PC寄存器中來實現(xiàn)。 子程序調(diào)用時通常使用寄存器R0R3來傳遞參數(shù)和返回結(jié)果。,2008年10月23日,27,調(diào)用匯編子程序舉例,子程序DOADD完成加法運算，操作數(shù)放在R0和R1寄存器中，結(jié)果放在R0中。 AREA EXAMPLE2, CODE, RE

15、ADONLY ENTRY start MOV r0, #10 ;R0設(shè)置輸入?yún)?shù) MOV r1, #3 ;R1設(shè)置輸入?yún)?shù) BL doadd ;調(diào)用子程序doadd doadd ADD r0, r0, r1 ;子程序?qū)嶓w MOV pc，lr ;從子程序中返回 END,2008年10月23日,28,5.8.5 循環(huán)結(jié)構(gòu),在ARM匯編中，沒有專門的指令用來實現(xiàn)循環(huán)，一般通過跳轉(zhuǎn)指令加條件碼的形式來實現(xiàn)?？梢圆捎帽容^指令CMP或者減法指令SUB等實現(xiàn)。參看下面的指令段： LOOP ADD R4, R4, R0 ADD R0, R0, #1 CMP R0, R1 BLE LOOP ; R0小于等于R1

16、場合跳轉(zhuǎn) 在做完了兩次加法操作后，比較R0，R1的值，影響條件標志。最后的條件跳轉(zhuǎn)語句根據(jù)CMP指令執(zhí)行的結(jié)果來決定是否進行循環(huán)。,2008年10月23日,29,5.8.6 數(shù)據(jù)塊復(fù)制示范程序,本程序?qū)?shù)據(jù)從源數(shù)據(jù)區(qū)復(fù)制到目標數(shù)據(jù)區(qū) 復(fù)制時，以8個字為單位進行。 對于最后所剩不足8個字的數(shù)據(jù)，以字為單位進行復(fù)制，這時程序跳轉(zhuǎn)到copywords處執(zhí)行。 在進行以8個字為單位的數(shù)據(jù)復(fù)制時，保存了所用的8個工作寄存器。程序清單如下面所示。,2008年10月23日,30,數(shù)據(jù)塊復(fù)制示范程序（1）,；設(shè)置本段程序的名稱(Block)及屬性 AREA Block, CODE, READONLY ；設(shè)置將

17、要復(fù)制的字數(shù) num EQU 20 ；標識程序入口點 ENTRY Start ；r0寄存器指向源數(shù)據(jù)區(qū)src LDR r0， =src ；r1寄存器指向目標數(shù)據(jù)區(qū)dst LDR r1， =dst,2008年10月23日,31,數(shù)據(jù)塊復(fù)制示范程序（2）,；r2指定將要復(fù)制的字數(shù) MOV r2， #num ；設(shè)置數(shù)據(jù)棧指針(r13)，用于保存工作寄存器數(shù)值 MOV sp， #0 x400 ；進行以8個字為單位的數(shù)據(jù)復(fù)制 blockcopy ；需要進行的以8個字為單位的復(fù)制次數(shù) MOVS r3，r2， LSR #3 ；對于剩下不足8個字的數(shù)據(jù)，跳轉(zhuǎn)到copywords，以字為單位復(fù)制 BEQ cop

18、ywords ；保存工作寄存器，壓棧 STMFD sp!， r4r11,2008年10月23日,32,數(shù)據(jù)塊復(fù)制示范程序（3）,octcopy ；從源數(shù)據(jù)區(qū)讀取8個字的數(shù)據(jù)，放到8個寄存器中，并更新目標數(shù)據(jù)區(qū)指針r0 LDMIA r0!， r4-r11 ；將這8個字數(shù)據(jù)寫入到目標數(shù)據(jù)區(qū)中，并更新目標數(shù)據(jù)區(qū)指針r1 STMIA r1!， r4-r11 ；將塊復(fù)制次數(shù)減1 SUBS r3， r3， #1 ；循環(huán)，直到完成以8個字為單位的塊復(fù)制 BNE octcopy ；恢復(fù)工作寄存器值，出棧 LDMFD sp!， r4-r11,2008年10月23日,33,數(shù)據(jù)塊復(fù)制示范程序（4）,copywor

19、ds ；剩下不足8個字的數(shù)據(jù)的字數(shù) ANDS r2， r2， #7 ；數(shù)據(jù)復(fù)制完成 BEQ stop wordcopy ；從源數(shù)據(jù)區(qū)讀取1個字的數(shù)據(jù)，放到r3寄存器中，并更新目標數(shù)據(jù)區(qū)指針r0，后索引偏移 LDR r3， r0， #4 ；將這r3中數(shù)據(jù)寫入到目標數(shù)據(jù)區(qū)中，并更新目標數(shù)據(jù)區(qū)指針r1，后索引偏移 STR r3， r1， #4,2008年10月23日,34,數(shù)據(jù)塊復(fù)制示范程序（5）,；將字數(shù)減1 SUBS r2， r2， #l ；循環(huán)，直到完成以字為單位的數(shù)據(jù)復(fù)制 BNE wordcopy ；定義數(shù)據(jù)區(qū)BlockData AREA BlockData， DATA， READWRITE

20、 ；定義源數(shù)據(jù)區(qū)src及目標數(shù)據(jù)區(qū)dst src DCD 1，2，3，4，5，6，7，8，1，2，3，4，5，6，7，8，1，2，3，4 dst DCD 0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0 ；結(jié)束匯編 END,2008年10月23日,35,5.8.7 內(nèi)嵌匯編,內(nèi)嵌匯編（inline assembly）的語法如下： _asm 指令;指令 /* 注釋 */ 指令 ,2008年10月23日,36,內(nèi)嵌匯編的指令用法,內(nèi)嵌在C或者C+程序中的ARM匯編指令與普通（ADS）格式的ARM匯編指令有所不同。其主要原因在于C/C+編譯器在編譯C/C+源代碼的同時要

21、兼顧處理內(nèi)嵌匯編程序，因此CPU的內(nèi)部寄存器資源使用有額外約束。以下講解內(nèi)嵌ARM匯編指令的用法。,2008年10月23日,37,ARM內(nèi)嵌匯編程序的操作數(shù),內(nèi)嵌匯編指令中作為操作數(shù)的寄存器和常量可以是表達式。這些表達式可以是char，short或int類型，而且這些表達式都是作為無符號數(shù)進行操作。若需要帶符號，用戶需要自己處理與符號有關(guān)的操作。編譯器將會計算這些表達式的值，并為其分配寄存器。,2008年10月23日,38,ARM內(nèi)嵌匯編程序的物理寄存器,內(nèi)嵌匯編程序中使用物理寄存器有以下限制。 不能直接向PC寄存器賦值，程序跳轉(zhuǎn)只能使用B或BL指令實現(xiàn) 不要使用過于復(fù)雜的C表達式，因為將會需

22、要較多的物理寄存器，這將導(dǎo)致與其他指令中用到的物理寄存器產(chǎn)生使用沖突。 編譯器可能會使用R12或R13存放編譯的中間結(jié)果，在計算表達式的值時可能會將寄存器R0R3，R12和R14用于子程序調(diào)用。因此在內(nèi)嵌的匯編指令中不要將這些寄存器同時指定為指令中的物理寄存器。 通常內(nèi)嵌的匯編指令中不要指定物理寄存器，因為這可能會影響編譯器分配寄存器，進而影響代碼的效率。,2008年10月23日,39,其他內(nèi)嵌匯編程序的編寫注意點,常量：在內(nèi)嵌匯編指令中，常量前面的“#”可以省略。 指令展開：內(nèi)嵌匯編指令中，如果包含常量操作數(shù)，該指令可能被內(nèi)嵌匯編器展開成幾條指令。 標號：C程序中的標號可以被內(nèi)嵌的匯編指令使

23、用，但是只有指令B可以使用C程序中的標號，而指令BL則不能使用。 內(nèi)存單元的分配：所有的內(nèi)存分配均由C編譯器完成，分配的內(nèi)存單元通過變量供內(nèi)嵌匯編器使用。內(nèi)嵌匯編器不支持內(nèi)嵌程序中用于內(nèi)存分配的偽指令。,2008年10月23日,40,內(nèi)嵌匯編程序中的SWI和BL指令,SWI和BL指令：在兩個指令使用到內(nèi)嵌匯編中，除了正常的操作數(shù)域外，還必須增加以下3個可選的寄存器列表： 用于輸入?yún)?shù)的寄存器列表。 用于存儲返回結(jié)果的寄存器列表。 用于表示那些寄存器將有可能會被修改的寄存器列表。,2008年10月23日,41,內(nèi)嵌匯編代碼舉例字符串復(fù)制（1）,#include void str_cpy(cons

24、t char *src,char *dst) int ch; _asm loop: /普通ARM匯編代碼中的標號后面不能跟冒號。C程序中 /的標號可以被內(nèi)嵌的匯編指令使用。 ARM內(nèi)嵌匯編代碼中 /只有B指令可以使用C的標號，而BL指令不能夠使用C代碼 /的標號。 C程序的標號后面跟冒號，由Goto語句轉(zhuǎn)向標號處。 LDRB ch, src, #1 STRB ch, dst, #1 CMP ch, #0 BNE loop ,2008年10月23日,42,內(nèi)嵌匯編代碼舉例字符串復(fù)制（2）,int main(void) const char * a=Hello world!n; char b20;

25、 / do inline assembly routine str_cpy(a,b) _asm MOV R0,a / 將串a(chǎn)的串首地址送到R0寄存器 MOV R1,b / 將串b的串首地址送到R1寄存器 BL str_cpy, R0, R1 / 調(diào)用C函數(shù)str_cpy() printf(Original string: %sn,a); printf(Copied string: %sn,b); / 半主機方式顯示復(fù)制前后的兩個串 return(0); ,2008年10月23日,43,5.8.8 ARM匯編、C和C+混合編程,在C/C+程序中如果必須使用匯編指令來完成某些操作，可以采用兩種方法

26、：1.采用內(nèi)嵌匯編，即在C/C+源程序中嵌入一塊匯編代碼，讓這塊匯編代碼來完成特定的操作；2.將必須使用匯編代碼的部分獨立編寫成在一個文件中，形成一個子程序，C/C+程序可以調(diào)用這些匯編程序來完成特定的操作。,2008年10月23日,44,C/C+程序與ARM匯編語言程序的相互調(diào)用,C/C+程序與匯編程序相互調(diào)用時，應(yīng)遵守相應(yīng)的ATPCS，主要有五種調(diào)用。 ARM匯編子程序調(diào)用C語言子程序 ARM匯編子程序調(diào)用C+語言子程序 C語言程序調(diào)用ARM匯編語言子程序 C+語言程序調(diào)用ARM匯編語言子程序 C語言程序調(diào)用C+語言子程序 下面就每種具體情況逐一舉例說明。,2008年10月23日,45,C

27、/C+程序調(diào)用ARM匯編子程序要點,設(shè)計匯編程序必須遵守ATPCS，保證程序調(diào)用時參數(shù)的正確傳遞。 在匯編程序中使用EXPORT指示符聲明本程序可以被別的程序調(diào)用。 在C語言程序中使用extern關(guān)鍵詞聲明該匯編程序可以被調(diào)用，C+語言程序使用extern “C”來聲明該匯編程序可以被調(diào)用。,2008年10月23日,46,例1 C程序調(diào)用ARM匯編子程序,/* main_0522.c semihosting output mode */ #include extern int asmfile(int arg1, int arg2, int arg3); int main(void) int a

28、1=1,a2=2,a3=4; printf(Example of C Program calling Assembly program!n); printf(%d + %d + %d) * 600 = %dn,a1,a2,a3,asmfile( a1, a2, a3); ,2008年10月23日,47,C程序調(diào)用ARM匯編子程序（續(xù)）,; ASM_0522.s EXPORT asmfile AREA My_pro, CODE, READONLY asmfile STMFD SP!, R4-R6,R8,R7 add r0, r0, r1 add r0, r0, r2 mov r4, #600 m

29、ul r3, r0, r4 mov r0, r3 LDMFD SP!, R4-R6,R8,R7 mov pc, lr END,2008年10月23日,48,例2 ARM匯編程序調(diào)用C語言子程序,本案例程序比較兩個IP地址的大小，a1a4存放IP地址1的值（按照ATPCS傳遞參數(shù)），b1b4存放IP地址2的值（通過棧傳遞參數(shù)），如果IP地址1的值大于IP地址2的值則返回1，如果IP地址1的值小于IP地址2的值則返回-1 ，如果兩者相等則返回零。 IP地址1取值：192, 168, 1, 152, IP地址2取值： 172, 0, 0, 151,2008年10月23日,49,例2 ARM匯編程序調(diào)

30、用C子程序（續(xù)）,/* C代碼部分 */ #include extern int function(void); /* 聲明function是外部函數(shù) */ int compare_ip(int a1, int a2, int a3, int a4, int b1, int b2, int b3, int b4) if(a1!=b1) return a1b1?1:-1; if(a2!=b2) return a2b2?1:-1; if(a3!=b3) return a3b3?1:-1; if(a4!=b4) return a4b4?1:-1; return 0; int main() print

31、f(This is a example of semihostingn); printf(result is %dn,function(); ,2008年10月23日,50,例2 ARM匯編調(diào)用C子程序（續(xù)2）,AREA FUNCTION, CODE, READONLY ;ARM匯編子程序 IMPORT compare_ip EXPORT function function STMFD r13!,r0-r3,r14 ;保存寄存器到棧區(qū) MOV r3,#0 x97 ;存入IP地址2的4個數(shù), 0 x97=151 MOV r2,#0 ; 存入0 MOV r1,#0 ; 存入0 MOV r0,#0

32、xac ; 存入0 xac=172 STMIA r13, r0-r3 ; R0-R4覆蓋存入棧區(qū)的R0-R4位置 MOV r3,#0 x98 ; 存入IP地址1的4個數(shù), 0 x98=152 MOV r2,#1 ; 存入1 MOV r1,#0 xa8 ; 存入0 xa8=168 MOV r0,#0 xc0 ; 存入0 xc0=192 BL compare_ip ; 0 x0 ; 調(diào)用C語言函數(shù)進行IP值比較 ADD r13,r13,#0 x10 ; 棧指針上移4個字（元素） LDR pc,r13,#4 ; 將保存的r14值加載到PC，而后r13加4 END ; 本段匯編代碼的操作圖解參看下一頁

33、,2008年10月23日,51,例2 ARM匯編調(diào)用C子程序（續(xù)3）,ARM匯編語言子程序Function的棧區(qū)操作圖解,2008年10月23日,52,例3 ARM匯編程序調(diào)用 C+子程序,/ 這是C+調(diào)用ARM匯編的范例程序 / 文件名：try_C+_call_S / main函數(shù)位于這個.CPP文件 extern C void asmfunc(void); int main(void) asmfunc(); ,2008年10月23日,53,例3 ARM匯編調(diào)用 C+子程序（續(xù)）,; 這個ARM匯編語言程序被main函數(shù)調(diào)用 ; 該函數(shù)又調(diào)用ARM匯編函數(shù)cppfunc ; AREA myp

34、ro, CODE, READONLY IMPORT cppfunc EXPORT asmfunc asmfunc STMFD sp!,lr BL cppfunc LDMFD sp!,pc END,2008年10月23日,54,例3 ARM匯編調(diào)用 C+子程序（續(xù)2）,#include #include using namespace std; const double PI = 3.1415926; class point public: point()x=0; y=0; point(double a, double b) x=a; y=b; point(point ,2008年10月23日,

35、55,例3 ARM匯編調(diào)用 C+子程序（續(xù)3）,double GetX() return x; double GetY() return y; point ,2008年10月23日,56,例3 ARM匯編調(diào)用 C+子程序（續(xù)4）,this-x = length * cos(a+degree*PI/180); this-y = length * sin(a+degree*PI/180); return *this; ; private: double x, y; ;,2008年10月23日,57,例3 ARM匯編調(diào)用 C+子程序（續(xù)5）,extern C int cppfunc() point

36、a(1.5, 1.9); point b(2.0, 0.0); point c(1.0, 1.0); a.Move(b); c.Rotate(90); couta is (a.GetX(),a.GetY()endl; coutb is (b.GetX(),b.GetY()endl; coutc is (c.GetX(),c.GetY()endl; couta and b s retangle area is a.GetArea(b)endl; coutb and c s retangle area is b.GetArea(c)endl; couta and c s retangle area

37、 is a.GetArea(c)ca cppfunc(s); /* 調(diào)用C+函數(shù)cppfunc()，初始化 s */ ,2008年10月23日,60,例4 C語言程序調(diào)用 C+子程序（續(xù)1）,int main() struct S s; f( ,2008年10月23日,61,例4 C語言程序調(diào)用 C+子程序（續(xù)2）,/ CPP.CPP函數(shù)清單 class S / has no base classes or virtual functions public: char ca12; S() ca0=0; ; extern C void cppfunc(S *p) / Definition of

38、the C+ function to be called from C. / The function is written in C+, only the linkage is C char * tmp=world!; char * source=p-ca; while(*source !=0) /掃描過原先在c程序中的賦值 source+; *source+ = ; /將結(jié)束符改為空格 while(*source+ = *tmp+); /copy world to p-ca ,2008年10月23日,62,ARM匯編（子）程序的相互調(diào)用,基本要點： 如果一個ARM匯編語言程序文件含有調(diào)用外

39、部匯編語言程序文件中子程序（函數(shù)）的指令，則需要用IMPORT指示符來指明將要調(diào)用的子程序名稱。 如果本匯編語言程序文件中的某個子程序（函數(shù)），需要被外部的ARM匯編語言程序文件中的語句調(diào)用，則需要用EXPORT指示符來指明將要被調(diào)用的子程序（函數(shù)）名稱。 被執(zhí)行的匯編子程序在運行前，要注意將寄存器組壓入棧區(qū)，返回時要注意將棧區(qū)保存的工作現(xiàn)場恢復(fù)到處理器的寄存器組。,2008年10月23日,63,例5 ARM匯編子程序嵌套調(diào)用舉例-1,這里給出的ARM匯編程序嵌套調(diào)用范例程序做如下計算： 求自然數(shù)1到n的階乘的總和，半主機方式輸出 運算結(jié)果如下圖所示。第3行顯示的是19的階乘，第2行顯示的是1

40、!+2!+3!+4!+5!+6!+7!+8!+9!之總和。,2008年10月23日,64,例5 ARM匯編子程序嵌套調(diào)用舉例-2,/* This program is semihosting output mode */ /* First the main function call assembly summing subprogram */ /* Then the summing subprogram call assembly factorial subprogram */ #include extern int asmFac(int n); struct factorial_sum i

41、nt cal_fn; int sum_fn; int fn9; ; extern struct factorial_sum * summing(struct factorial_sum * arg1);,2008年10月23日,65,例5 ARM匯編子程序嵌套調(diào)用舉例-3,int main(void) int j; struct factorial_sum fac= 9, 0, 1,1,1,1,1,1,1,1,1 ; /設(shè)置參數(shù) struct factorial_sum * result; /申請變量作為返回值 printf(Example of a multi Assembly progra

42、m calling !n); result=summing( ,2008年10月23日,66,例5 ARM匯編子程序嵌套調(diào)用舉例-4,;the details of parameters transfer comes from ATPCS ;if there are more than 4 args, stack will be used EXPORT summing IMPORT asmFac ;說明用到了其他文件中的子匯編程序 AREA SUMMING, CODE, READONLY summing STMFD SP!, R4-R5 ldr r1, r0 ;r1=cal_fn mov r2

43、, #1 ;將r2設(shè)置為當前需要計算的階乘數(shù), ;它從1變化到cal_fn add r3, r0, #8 ;將r3指向fn數(shù)組 mov r5, #0 ;r5為總和,初始值置為0 loop cmp r1, r2 ;將cal_fn與當前所需計算的階乘值比較 blt back ;如果小于,則返回,2008年10月23日,67,例5 ARM匯編子程序嵌套調(diào)用舉例-5,STMFD SP!, R0-R3,lr ;保存ror3,lr ;因為調(diào)用了外部文件的匯編子程序 mov r0, r2 ;將r0設(shè)置為當前所需計算的階乘值 bl asmFac ;調(diào)用階乘函數(shù) mov r4, r0 ;將返回值(階乘)存在r4

44、中 ldmfd SP!, R0-R3,lr ;恢復(fù)先前保存的寄存器值 str r4, r3 ;將計算所得的階乘值存入數(shù)組中 add r3, r3, #4 ;將r3指向數(shù)組的下一個 add r5, r5, r4 ;將階乘值加入總和 add r2, r2, #1 ;計算下一個階乘 b loop ;循環(huán) back str r5, r0, #4 ;將計算所得的總和存入結(jié)構(gòu)體中 ldnfd SP!, R4-R5 ;恢復(fù)寄存器值 mov pc, lr ; summing子程序返回 END ;匯編代碼結(jié)束,2008年10月23日,68,例5 ARM匯編子程序嵌套調(diào)用舉例-6,;the details of

45、parameters transfer comes from ATPCS ;if there are more than 4 args, stack will be used ;這個ARM匯編函數(shù)也可以被C函數(shù)調(diào)用，符合ATPCS規(guī)范 ;int asmFac(int n) EXPORT asmFac AREA ASMFILE, CODE, READONLY asmFac mov r1, r0 ;r1=n loop subs r1, r1, #1 ;將r1減1 mulgt r0, r1, r0 ;如果大于0,則乘上r1(相當與n*(n-1) bgt loop ;如果大于0,繼續(xù) mov pc,

46、lr ;asmFac子程序返回 END ;匯編代碼結(jié)束,2008年10月23日,69,ARM9五級流水線互鎖現(xiàn)象舉例,互鎖使得指令的執(zhí)行周期增加，下面舉例說明： LDR r1, r2,#8 ADD r0, r0, r1 MOV r2, #0,2008年10月23日,70,5.8.9 5級流水線的互鎖問題,ARM9指令流水線有5級。 五個流水線階段分別是：取指、譯碼、ALU、LS1、LS2。 流水線的增加增加了系統(tǒng)的吞吐量，但也引起了流水線互鎖（pipeline interlock），即一條指令需要前一條指令的執(zhí)行結(jié)果，而這時結(jié)果還沒有出來，那么處理器就會等待。,2008年10月23日,71,A

47、RM9五級流水線互鎖現(xiàn)象的圖解,2008年10月23日,72,ARM9五級流水線互鎖現(xiàn)象的解決,如果將指令順序該為： LDR r1, r2,#8 MOV r2, #0 ADD r0, r0, r1 這樣的指令順序執(zhí)行由于沒有產(chǎn)生流水線互鎖，執(zhí)行上述指令只需要3個周期，即一個時鐘周期完成一條指令。在保持結(jié)果正確無誤的前提下，比修改之前減少了一個時鐘周期。,2008年10月23日,73,5.8.10 ARM匯編語言程序中的宏定義和宏指令,指示符MACRO和MEND MACRO指示符標識宏定義的開始，MEND標識宏定義的結(jié)束。 用MACRO及MEND定義一段代碼，稱為宏定義體，這樣在程序中就可以通過宏指令多次調(diào)用該代碼段。,2008年10月23日,74,MACRO和MEND指示符,語法： MACRO $label macroname $paprameter, $papramet