第五章 C/C+及汇编语言的混合编程 l5.1 ARM C/C+编译器l5.2 在C/C+程序中内嵌汇编指令l5.3 从汇编程序中访问C程序变量l5.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用l5.5 嵌入式C编程15.1 ARM C/C+编译器ARM集成开发环境中包含的C/C+编译器。编译器名称编译器种类源文件类型源文件后缀输出目标文件类型armccCC*.C32位ARM代码tccCC*.C32位Thumb代码armcppC+C/C+*.C/*.C+32位ARM代码tcppC+C/C+*.C/*.C+32位Thumb代码25.1 ARM C/C+编译器ARM集成开发环境中C/C+语言的库包括：lARM C语言库语言库： ARM C语言库包括标准的C语言函数集。lRogue Wave C+库：库：包含标准C+函数及基本C+对象。l支持库支持库: 支持库提供了对不同种类的体系及处理器的支持。35.2 在C/C+程序中内嵌汇编指令在在CC+程序中使用内嵌的汇编指令的语法格式程序中使用内嵌的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。_asm 汇编语言程序 汇编语言程序其中：如果一行中有多个汇编指令，指令之间使用分号(;)分开。 在一条指令占多行，要使用续行符号().45.2 在C/C+程序中内嵌汇编指令在在C/C+程序中内嵌汇编指令注意事项：程序中内嵌汇编指令注意事项：l必须小心使用物理寄存器,如R0R3,IP,LR 和CPSR 中的N,Z,C,V 标志位.因为计算汇编代码中的C 表达式时,可能会使用这些物理寄存器,并会修改N,Z,C,V标志位。_asm MOV R0,xADD y,R0,x/y /计算x/y 时R0 会被修改 在计算x/y 时R0 会被修改,从而影响R0+x/y 的结果.用一个C 程序的变量代替R0就可以解决这个问题:_asm MOV var,xADD y,var,x/y 内嵌汇编器探测到隐含的寄存器冲突就会报错.55.2 在C/C+程序中内嵌汇编指令在在C/C+程序中内嵌汇编指令注意事项：程序中内嵌汇编指令注意事项：l不要使用寄存器代替变量.尽管有时寄存器明显对应某个变量,但也不能直接使用寄存器代替变量.int bad_f(int x) /x 存放在R0 中 _asm ADD R0,R0,#1 /发生寄存器冲突,实际上x 的值没有变化 return(x); 尽管根据编译器的编译规则似乎可以确定R0 对应x,但这样的代码会使内嵌汇编器认为发生了寄存器冲突.用其他寄存器代替R0 存放参数x,使得该函数将x 原封不动地返回. 这段代码的正确写法如下:int bad_f(int) _asm ADD x,x,#1 return(x)65.3 从汇编程序中访问C程序变量 在C程序中声明的全局变量可以被汇编程序通过地址间接访问。具体访问方法如下：l使用IMPORT伪指令声明这个全局变量l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存放在程序的数据缓冲池中。l根据该数据类型，使用相应的LDR指令读取该全局变量的值；使用相 应的STR指令修改该全局变量的值AREA globals，CODE，READONLYEXPORT asmsubIMPORT glovbvar；声明外部变量glovbvarasmsubLDR R1，=glovbvar；装载变量地址LDR R0，R1 ；读出数据ADD R0，R0，#1；加1 操作STR R0，R1；保存变量值MOV PC LREND75.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用在在C+程序中使用程序中使用C程序头文件程序头文件l在C+程序中使用C程序的系统头文件例：/ C+ code /这是一个C+程序#include /使用C程序的系统头文件 Int main() /时可以直接调用 Return 0; 85.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用在在C+程序中使用程序中使用C程序头文件程序头文件l在C+程序中使用C程序的用户定义头文件/ C+ code /这是一个C+程序Extern /在C+程序中使用伪指令 extern “C”#include “my-cheader1.h”#include “my-cheader1.h”Int main()Return 0;95.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用C 程序调用汇编程序程序调用汇编程序:l汇编程序的设置要遵循ATPCS 规则，保证程序调用时参数的正确传递。l在汇编程序中使用EXPORT 伪指令声明本子程序，使其它程序可以调用此子程序。l在C 语言程序中使用extern 关键字声明外部函数(声明要调用的汇编子程序)，即可调用此汇编子程序。105.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用C程序调用汇编程序程序调用汇编程序l调用汇编的C 函数：#include extern void strcopy(char *d,const char *s) /声明外部函数,即要调用的汇编子程 /序int main(void) const char *srcstr=“First string-source”； /定义字符串常量 char dstsrt =“Second string-destination”；/定义字符串变量 printf(“Before copying：n”); printf(“%sn %sn,”srcstr,dststr); /显示源字符串和目标字符串的内容 strcopy(dststr,srcstr); /调用汇编子程序,R0=dststr,R1=srcstr printf(“After copying：n”) printf(“%sn %sn,”srcstr,dststr); /显示strcopy 复制字符串结果 return(0);115.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用C程序调用汇编程序程序调用汇编程序被调用汇编子程序:AREA SCopy,CODE,READONLYEXPORT strcopy ;声明汇编程序strcopy,以便外部程序引 ;用strcopy ;R0 为目标字符串的地址 ;R1 为源字符串的地址 ;LDRB R2,R1,#1 ;读取字节数据,源地址加1STRB R2,R0,#1 ;保存读取的1 字节数据,目标地址加1CMP r2,#0 ;判断字符串是否复制完毕BNE strcopy ;没有复制完毕,继续循环MOV pc,lr ;返回END125.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用汇编程序调用C程序l汇编程序的设置要遵循ATPCS 规则,保证程序调用时参数的正确传递.l在汇编程序中使用IMPORT 伪指令声明将要调用的C 程序函数.l在调用C 程序时,要正确设置入口参数,然后使用BL 调用.135.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用汇编程序调用汇编程序调用C程序程序l汇编调用C 程序的C 函数：/*函数sum5()返回5 个整数的和*/ int sum5(int a,lit b, int c,int d,int e) return(a+b+c+d+e); /返回5 个变量的和145.4 汇编程序、C程序及C+程序相互调用汇编程序调用汇编程序调用C程序程序l汇编调用C 程序的汇编程序AREA sample, CODE,READONLYIMPORT sum5 ;声明外部标号sum5,即C 函数sum5()CALLSUMSTMFD SP! LR ;LR 寄存器放栈ADD R1,R0,R0 ;设置sum5 函数入口参数,R0 为参数aADD R2,R1,R0 ;R1 为参数b,R2 为参数cADD R3,R1,R2,STR R3,SP,# -4! ;参数e 要通过堆栈传递ADD R3,R1,R1 ;R3 为参数dBL sum5 ;调用sum5(),结果保存在R0ADD SP,SP#4 ;修正SP 指针LDMFD SP,PC ;子程序返回 END155.5 嵌入式C编程概述：概述： C语言的优点是运行速度快、编译效率高、移植性好和可读性强。因此在嵌入式程序设计中经常会用到C语言程序设计。 嵌入式C语言程序设计是利用基本的C语言知识，面向嵌入式工程实际应用进行程序设计。也就是说它首先是C语言程序设计，因此必须符合C语言基本语法，只是它是面向嵌入式的应用而设计的程序。165.5 嵌入式C编程lC语言的“预处理伪指令”在嵌入式程序设计中的应用。1、文件包含伪指令、文件包含伪指令 格式：格式：#include ；标准头文件#include“头文件名.h” ；自定义头文件2、宏定义伪指令、宏定义伪指令其格式如下：格式：格式：# define 宏标识符 宏体 例：#define U32 unsigned int#define U16 unsigned short#define S32 int#define S16 short int#define U8 unsigned char#define S8 char175.5 嵌入式C编程lC语言的“预处理伪指令”在嵌入式程序设计中的应用。3、条件宏：条件宏：先测试是否定义过某宏标识符，然后决定如何处理。这样做是为了避免重复定义。格式：#ifdef 宏标识符 #undef宏标识符 #define 宏标识符宏体 #else #define 宏标识符宏体 #endif 例：#ifdef INCLUDE_SERIAL#undef NUM_TTY#define NUM_TTY N_UART_CHANNELS#undef CONSOLE_TTY#define CONSOLE_TTY 0 #undef CONSOLE_BAUD_RATE#define CONSOLE_BAUD_RATE 115200#endif185.5 嵌入式C编程lC语言的“预处理伪指令”在嵌入式程序设计中的应用4、条件编译伪指令、条件编译伪指令格式#if（条件表达式1）#elif（条件表达式2）#elif（条件表达式n）#else#endif 这样，编译时，编译器仅对#if（）#endif之间满足某一条件表达式的源文件部分进行编译。195.5 嵌入式C编程l使用寄存器变量使用寄存器变量 当对一个变量频繁被读写时，需要反复访问内存，从而花费大量的存取时间。为此，C语言提供了一种变量，即寄存器变量。这种变量存放在CPU的寄存器中，使用时，不需要访问内存，而直接从寄存器中读写，从而提高效率。寄存器变量的说明符是register。对于循环次数较多的循环控制变量及循环体内反复使用的变量均可定义为寄存器变量，而循环计数是应用寄存器变量的最好候选者。 例：/* 求1+2+3+.+n的值 */WORD Addition(BYTE n)register i，s=0；for(i=1；i 4;j = 562 - (562 5 5); 215.5 嵌入式C编程l活用位操作活用位操作 C语言位运算除了可以提高运算效率外，在嵌入式系统的编程中，它的另一个最典型的应用，而且十分广泛地正在被使用着的是位间的（&）、（|）、非（）操作，这跟嵌入式系统的编程特点有很大关系。例： rGPCDAT=(rGPCDAT&0xFFFFFFF0)|0x0E rINTMSK&=(BIT_TIMER1) 225.5 嵌入式C编程l数据指针数据指针 在嵌入式系统的编程中，常常要求在特定的内存单元读写内容，汇编有对应的MOV指令，而除C/C+以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力。在嵌入式系统的实际调试中，多借助C语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力。以指针直接操作内存多发生在如下几种情况：某I/O芯片被定位在CPU的存储空间而非I/O空间，而且寄存器对应于某特定地址；两个CPU之间以双端口RAM通信，CPU需要在双端口RAM的特定单元（称为mail box）书写内容以在对方CPU产生中断；读取在ROM或FLASH的特定单元所烧录的汉字和英文字模。例：int *p = (int *)0xF000FF00 ；*p=0xABCD；#define rGPACON (*(volatile unsigned *)0x56000000)；rGPACON0x1234；235.5 嵌入式C编程l关键字volatile 一般这个修饰符用来告知编译器，被修饰的变量是个“易变的”变量(volatile的本意是“易变的”),防止编译器进行优化。将变量加上volatile修饰，则编译器保证对此变量的读写操作都不会被优化。l用法1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile。2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile。3、存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义。24