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電子發燒友網>電子資料下載>嵌入式開發>淺談C、C++ 和 ARM 匯編語言之間的調用

淺談C、C++ 和 ARM 匯編語言之間的調用

2017-10-19 | rar | 0.4 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

12.4 C‘ target=’_blank‘ style=’cursor:pointer;color:#D05C38;text-decoration:underline;‘》C、C++ARM 匯編語言之間的調用
  本節提供一些示例,顯示如何從C++調用C和匯編語言代碼,以及從C和匯編語言調用 C++ 代碼。其中包括調用約定和數據類型。主要包括下面內容:
  · 相互調用的一般規則;
  · C++語言的特定信息
  · 調用示例。
  只要遵循正確的過程調用標準AAPCS,就可以混合調用C、C++和匯編語言例程。有關 AAPCS 的更多信息,請參閱ARM相關文檔。
  12.4.1 相互調用的一般規則
  以下一般規則適用于C、C++和匯編語言之間的調用。有關的詳細信息,請參閱ARM開發相關文檔。
  嵌入式編程序以及其與ARM嵌入式應用程序二進制接口(BSABI,Application Binary Interface for the ARM Architecture)的兼容使得混合語言編程更易于實現。它們可提供以下功能:
  · 使用__cpp關鍵字進行名稱延伸;
  · 傳遞隱含this參數的方式;
  · 調用虛函數的方式;
  · 引用的表示;
  · 具有基類或虛成員函數的C++類的類型布局;
  · 非POD(Plain Old Data)結構的類對象傳遞。
  以下一般規則適用于混合語言編程:
  · 使用C調用約定。
  · 在C++中,非成員函數可以聲明為extern “C”,以指定它們有C鏈接。帶有C鏈接意味著定義函數的符號未延伸。C鏈接可以用于以一種語言實現函數,然后用另一種語言調用它。
  · 匯編語言模塊所必須符合的AAPCS調用標準,應當適合于應用程序所使用的存儲器模型。
  以下規則適用于從C和匯編語言調用C++函數:
  · 要調用全局(非成員)C++函數,應將它聲明為extern “C”,以提供C鏈接。
  · 成員函數(靜態和非靜態)總是有已延伸的名稱。使用嵌入式匯編程序的__cpp關鍵字,可以不必手工尋找已延伸的名稱。
  · 不能從C調用C++內聯函數,除非確保C++編譯器生成了函數的外聯副本。例如,取得函數地址將導致生成外聯副本。
  · 非靜態成員函數接受隱含this參數作為r0中的第一個自變量,或作為r1中第二個自變量(如果函數返回非int類結構)。靜態成員函數不接受隱含this參數。
  12.4.2 C++的特定信息
  本節主要介紹一些專門適用于C++的內容。
  (1)C++調用約定
  ARM C++使用與ARM C相同的調用約定,但在下面的情況下,調用規則有所不同:
  · 調用非靜態成員函數時,隱含的this參數是第一個自變量,或者是第二個自變量(如果被調用函數返回非int類的struct)。這可能在將來的版本中有所變化。
  (2)C++數據類型
  ARM C++使用與ARM C相同的數據類型,但在以下幾種情況下,情況有所不同:
  · 如果struct或class類型的C++對象沒有基類或虛函數,則它們的布局與ARM C相同。如果這樣的struct沒有用戶定義的復制賦值運算符或用戶定義的析構函數,則它是POD結構。
  · 引用表示為指針。
  · C函數指針和C++(非成員)函數指針沒有區別。
  (3)符號名稱延伸
  鏈接程序將取消信息中符號名稱的延伸。
  在C++程序中,C名稱必須聲明為extern “C”。ARM ISO C頭文件已經完成此操作。詳細信息請參閱ARM相關文檔。
  12.4.3 混合編程調用舉例
  匯編程序、C程序以及C++程序相互調用時,要特別注意遵守相應的AAPCS。下面一些例子具體說明了在這些混合調用中應注意遵守的AAPCS規則。這些示例程序默認為使用非軟件棧檢查的ATPCS規則,因為它們執行棧操作時不檢查棧溢出。
  (1)從C調用匯編語言
  下面的程序顯示如何在C程序中調用匯編語言子程序,該段代碼實現了將一個字符串復制到另一個字符串。
  #include 《stdio.h》
  extern void strcopy(char *d, const char *s);
  int main()
  { const char *srcstr = “First string - source ”;
  char dststr[] = “Second string - destination ”;
  /* 下面將dststr作為數組進行操作 */
  printf(“Before copying:\n”);
  printf(“ %s\n %s\n”,srcstr,dststr);
  strcopy(dststr,srcstr);
  printf(“After copying:\n”);
  printf(“ %s\n %s\n”,srcstr,dststr);
  return (0);
  }
  下面為調用的匯編程序。
  PRESERVE8
  AREA SCopy, CODE, READONLY
  EXPORT strcopy
  Strcopy ;r0指向目的字符串
  ;r1指向源字符串
  LDRB r2, [r1],#1 ;加載字節并更新源字符串指針地址
  STRB r2, [r0],#1 ;存儲字節并更新目的字符串指針地址
  CMP r2, #0 ;判斷是否為字符串結尾
  BNE strcopy ;如果不是,程序跳轉到strcopy繼續拷貝
  MOV pc,lr ;程序返回
  END
  按以下步驟從命令行編譯該示例:
  ① 輸入armasm -g scopy.s編譯匯編語言源代碼。
  ② 輸入armcc -c -g strtest.c編譯C源代碼。
  ③ 輸入armlink strtest.o scopy.o -o strtest鏈接目標文件。
  ④ 將ELF/DWARF2兼容調試器與相應調試目標配合使用,運行映像。
  (2)匯編語言調用C程序
  下面的例子顯示了如何從匯編語言調用C程序。
  下面的子程序段定義了C語言函數。
  int g(int a, int b, int c, int d, int e)
  {
  return a + b + c + d + e;
  }
  下面的程序段顯示了匯編語言調用。假設程序進入f時,r0中的值為i。
  ; int f(int i) { return g(i, 2*i, 3*i, 4*i, 5*i); }
  PRESERVE8
  EXPORT f
  AREA f, CODE, READONLY
  IMPORT g // 聲明C程序g()
  STR lr, [sp, #-4]! // 保存返回地址 lr
  ADD r1, r0, r0 // 計算2*i(第2個參數)
  ADD r2, r1, r0 // 計算3*i(第3個參數)
  ADD r3, r1, r2 // 計算5*i
  STR r3, [sp, #-4]! // 第五個參數通過堆棧傳遞
  ADD r3, r1, r1 // 計算4*i(第4個參數)
  BL g // 調用C程序
  ADD sp, sp, #4 // 從堆棧中刪除第5個參數
  LDR pc, [sp], #4 // 返回
  END
  (3)從C++調用C
  下面的例子顯示了如何從C++程序中調用C函數。
  下面的C++程序調用了C程序。
  struct S { // 本結構沒有基類和虛函數
  S(int s):i(s) { }
  int i;
  };
  extern “C” void cfunc(S *);
  // 被調用的C函數使用extern“C”聲明
  int f(){
  S s(2); // 初始化 ’s‘
  cfunc(&s); // 調用C函數 ’cfunc‘ 將改變 ’s‘
  return si*3;
  }
  下面顯示了被調用的C程序代碼
  struct S {
  int i;
  };
  void cfunc(struct S *p) {
  /*定義被調用的C功能 */
  p-》i += 5;
  }
  (4)從C++中調用匯編
  下面的例子顯示了如何從C++中調用匯編程序。
  下面的例子為調用匯編程序的C++代碼。
  struct S { // 本結果沒有基類和虛擬函數
  //
  S(int s) : i(s) { }
  int i;
  };
  extern “C” void asmfunc(S *); // 聲明被調用的匯編函數
  int f() {
  S s(2); // 初始化結構體 ’s‘
  asmfunc(&s); // 調用匯編子程序 ’asmfunc‘
  return s.i * 3;
  }
  下面是被調用的匯編程序。
  PRESERVE8
  AREA Asm, CODE
  EXPORT asmfunc
  asmfunc // 被調用的匯編程序定義
  LDR r1, [r0]
  ADD r1, r1, #5
  STR r1, [r0]
  MOV pc, lr
  END
  (5)從C中調用C++
  下面的例子顯示了如何從C++代碼中調用C程序。
  下面的代碼顯示了被調用C++代碼。
  struct S { // 本結構沒有基類和虛擬函數
  S(int s) : i(s) { }
  int i;
  };
  extern “C” void cppfunc(S *p) {
  // 定義被調用的C++代碼
  // 連接了C功能
  p-》i += 5; //
  }
  調用了C++代碼的C函數。
  struct S {
  int i;
  };
  extern void cppfunc(struct S *p);
  /* 聲明將會被調用的C++功能 */
  int f(void) {
  struct S s;
  s.i = 2; /* 初始化S */
  cppfunc(&s); /* 調用cppfunc函數,該函數可能改變S的值 */
  return s.i * 3;
  }
  (6)從匯編中調用C++程序
  下面的代碼顯示了如何從匯編中調用C++程序。
  下面是被調用的C++程序。
  struct S { // 本結構沒有基類和虛擬函數
  S(int s) : i(s) { }
  int i;
  };
  extern “C” void cppfunc(S * p) {
  // 定義被調用的C++功能
  // 功能函數體
  p-》i += 5;
  }
  在匯編語言中,聲明要調用的C++功能,使用帶連接的跳轉指令調用C++功能。
  AREA Asm, CODE
  IMPORT cppfunc ;聲明被調用的 C++ 函數名
  EXPORT f
  f
  STMFD sp!,{lr}
  MOV r0,#2
  STR r0,[sp,#-4]! ;初始化結構體
  MOV r0,sp ;調用參數為指向結構體的指針
  BL cppfunc ;調用C++功能’cppfunc‘
  LDR r0, [sp], #4
  ADD r0, r0, r0,LSL #1
  LDMFD sp!,{pc}
  END
  (7)在C和C++函數間傳遞參數
  下面的例子顯示了如何在C和C++函數間傳遞參數。
  下面的代碼為C++函數。
  extern “C” int cfunc(const int&);
  // 聲明被調用的C函數
  extern “C” int cppfunc(const int& r) {
  // 定義將被C調用的C++函數
  return 7 * r;
  }
  int f() {
  int i = 3;
  return cfunc(i); // 相C函數傳參
  }
  下面為C函數。
  extern int cppfunc(const int*);
  /* 聲明將被調用的C++函數 */
  int cfunc(const int *p) {
  /*定義被C++調用的C函數*/
  int k = *p + 4;
  return cppfunc(&k);
  }
  (8)從C或匯編語言調用C++
  下面的例子綜合顯示了如何從C或匯編語言中調用非靜態、非虛的C++成員函數。可以使用編譯器編譯出的匯編程序查找已延伸的函數名。
  下面是被調用的C++成員函數。
  struct T {
  T(int i) : t(i) { }
  int t;
  int f(int i);
  };
  int T::f(int i) { return i + t; }
  // 定義將被C調用的C++功能函數
  extern “C” int cfunc(T*);
  // 聲明將被C++調用的C函數
  int f() {
  T t(5); // create an object of type T
  return cfunc(&t);
  }
  下面為調用C++的C語言函數。
  struct T;
  extern int _ZN1T1fEi(struct T*, int);
  /* 被調用的C++函數名 */
  int cfunc(struct T* t) {
  /* 定義被C++調用的C函數 */
  return 3 * _ZN1T1fEi(t, 2); /* 實現3乘以t-》f(2)功能 */
  }
  下面為調用C++的匯編函數。
  EXPORT cfunc
  AREA foo, CODE
  IMPORT _ZN1T1fEi
  cfunc
  STMFD sp!,{lr} ;此時r0已經包含了指向對象的指針
  MOV r1, #2
  BL _ZN1T1fEi
  ADD r0, r0, r0, LSL #1 ;r0乘以3
  LDMFD sp!,{pc}
  END
  下面的例子顯示了如何用嵌入式匯編語言實現上面的例子。在此例中,使用 __cpp 關鍵字引用該函數。因此,用戶不必了解已延伸的函數名。
  struct T {
  T(int i) : t(i) { }
  int t;
  int f(int i);
  };
  int T::f(int i) { return i + t; }
  // 定義被C++調用的匯編功能
  __asm int asm_func(T*) {
  STMFD sp!, {lr}
  MOV r1, #2;
  BL __cpp(T::f);
  ADD r0, r0, r0, LSL #1 ;r0乘以3
  LDMFD sp!, {pc}
  }
  int f() {
  T t(5); // 創建T類型的對象
  return asm_func(&t);
  }
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