汇编 C混调 异常处理

汇编程序与C程序混合调用

• 在C语言中如何调用汇编语言实现的函数
• 在C语言中如何使用汇编语言定义的变量
• 汇编语言中如何调用C语言的函数

• 汇编语言中如何调用C语言定义的变量

• 在C语言中如何调用汇编语言实现的函数 
  例如用汇编比较两个字符串是否相等的函数的代码片段：

    .text    .code32    .global my_strcmpmy_strcmp:    ldrb r2,[r1],#1   //"ledon" 首地址    ldrb r3,[r0],#1   //buf从键盘输入的命令字符    cmp  r2,#0    beq cmp_end    .....  cmp_end:     sub r0,r2,r3    bx lr
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C语言调用函数的过程的代码片段： 
main.c

//要在C代码中得到声明适合于C函数原型extern void my_strcmp(char *d,const char*s);int main(void){    char buf[256];    uart0_gets(buf);//获取键盘输入的命令    my_strcmp(buf,"ledon");//汇编实现的函数    //传参数默认传递  r0,r1,r2,r3,...    这里有两个参数，因此为r0,r1    //汇编使用寄存器的时候，如果要混调，要按顺序使用}
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遵循的原则：

1. 汇编函数的名字声明为全局标号 “.global my_strcmp”
2. C程序中如要调用这个汇编函数，需要声明该函数的函数原型

  extern void my_strcmp(char *d,const char*s);
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1. 按照C语言的方式去调用该函数

C语言中如何使用汇编语言定义的变量

     .data     .global yy  yy:     .word 0x100  //定义了一个整形变量，变量名称为yy
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1，在汇编中将变量声明为全局变量 
2，在C语言中声明该变量为外部变量

extern int yy;
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3,按照C的方式去使用该变量

汇编语言中如何调用C语言的函数

int add(int a,int b,int c,int d){   return (a+b+c+d);}
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1,在C程序中该函数要定义为全局，即函数前面不能加static 
2，汇编程序中将该函数声明为外部标号

       .extern add //伪操作，意味着该函数在C中实现
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3，按照汇编的方式调用

//准备参数，参数不能随便放，要按照顺序mov r0,#0   mov r1,#1mov r2,#2mov r3,#3//调用bl addcmp r0,#0 //C函数的时候，将返回值放在了r0
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关键是：参数的传递规则

int add(int a,int b,int c,int d) 
r0, r1 r2 r3

汇编语言中如何调用C语言定义的变量 
int a ; 
1，C中声明为全局变量 
2，汇编程序中声明该变量为外部变量

    .extern a;
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3,按照汇编的方式使用

ldr r0,=a   //a的地址ldr r1,[r0]
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总结： 
被调用方循环的原则： 
将被调用的函数或变量都要定义为全局 
调用方： 
声明被调用函数的函数原型或者变量为外部标号 
参数传递： 
r0,r1,r2,r3 
r0作为返回值

案例： 
在C程序中调用汇编实现的函数 
将用汇编实现的字符串比较函数替换掉用C实现的字符串比较函数 
1，汇编函数（字符串比较函数）定义为全局标号 
2，在C程序中将该汇编函数声明函数原型 
3，替换掉C的字符吕比较函数，用汇编函数

astrcmp.s

     .text     .code 32     .global a_strmcmpa_strmcmp:     @不用获取地址,因为C函数调用时，会通过r0,r1将比较的字符串的地址传递过来     @r0 str1 对应键盘输入的命令     @r1 str2 定义好的命令的名字     @r2 r0,r3 r1     @比较     @返回，通过r0返回;通过r0保存比较的结果     @     当r0为0，相同     @     当r0非0，不同     @bx lr 返回 cmp_loop://循环比较     ldrb r2,[r0],#1     ldrb r3,[r1],#1     cmp r2,#0     beq cmp_end     cmp r2,r3     beq cmp_loop cmp_end:    @返回     sub r0,r2,r3     bx lr      .end 
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.h声明函数原型

  //a_strmcmp是汇编实现的字符串比较函数  //返回值为0表示比较成功，非0比较失败  extern int a_strmcmp(const char *str1,const char *str2);
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修改makefile 
在C中调用

start.s

    .text    .code 32    .gloal start    @调用C实现的main    .extern main    .extern __bss_start  @  r0 bss的起始地址    .extern __endstart:    stmfd sp!,{lr}  @lr入栈    ldr r0,=__bss_start    ldr r1,__end    mov r2,#0clear_bss:    @清除bss段    str,r2,[r0],#4     @字的存储指令，清完一个字，+4表示字对齐    cmp r0,r1   @循环清0    bcc clear_bss    bl main @跳转到C语言中的main中执行    ldmfd sp!,{pc}  @出栈    .end
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异常处理 
1，复位异常，进入管理SVC模式 
2，未定义指令异常，不能识别指令，进入未定义模式 
3，软中断异常，指行swi指令，进入SVC模式 
4，预取指令异常，没有取到指定的指令，进入中止模式 
5，数据中止异常，没有取到指定的数据，进入中止模式 
6，中断，进入中断模式 
7，快速中断，进入快速中断模式

工作模式： 
异常模式 
管理 
快速中断 
中断 
中止

非异常模式

当发生异常时，如保处理？ 
CPU做： 
1，拷贝CPSR到相应异常模式的CPSR，SPSR_mode = CPSR (备份) 
2，设置适当的CPSR的位： 
1. 将处理器的状态改为ARM状态，CPSR的bit[5] = 0 
2. 改变处理器的工作模式，进入到对应的异常工作模式，改CPSR的bit[4:0]到对应的异常模式 
3. 设置中断禁止位， 
3，保存返回地址到LR_mode = PC -4(PC -2),异常返回的问题 
4,设置PC为相应异常处理程序的入口（异常向量表） 
5，处理异常，执行异常处理 
6，异常返回，CPSR = SPSR_mode (MOVS PC ,LR)

异常向量表： 

软中断 

系统执行代码，执行到SWI 0x01指令，在该指令的执行阶段，发生软件中断异常 
CPU： 
1,备份CSPR，SPSR_SVC = CPSR 
2,修改CPSR 
1.改状态，ARM状态，CPSR的bit[i]=0 
2,改模式，SVC管理模式，CPSR的bit[4:0] = 10011 
3. 改中断禁止位 
3,保存返加地趣为LR_SVC 
4,修改PC为异常向量表中对应的入口地址，PC = 0x8 
对应指令：ldr pc,swi_hdl 
再次修改PC = swi_hdl函数地址 
5，swi_hdl,软中断异常处理程序 ，在此程序中调用C语言缩写的较为复杂的处理程序 （汇编调用C函数的混合调用） 
6，当C函数处理异常完毕之后，返回汇编swi_hdl，再做最后的异常返回. 
7,movs pc,ls CPSR = SPSR_SVC 
8,接下来继续执行swi指令的下一条指令

     .text     .code 32     .global vector_start     .extern resetvector_start:    @异常向量表      b reset      ldr pc,_und_hdl      ldr pc,_swi_hdl      ldr pc,_pabt_hdl      ldr pc,dabt_hdl      b  .      ldr pc,irq_hdl      ldr pc,fiq_hdlund_hdl:      .word _und_handler_swi_hdl:      .word _swi_handler..._swi_handler:      stmfd sp!,{r0-r12,lr} @r0到r12入栈      bl c_swi_handler   @软中断处理函数，C函数       ldmfd sp!,{r0-r12,pc}^    @出栈      .global swi_test1 swi_test1:       stmfd sp!,{lr}          stmfd sp!,{pc}       
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reset.s

     .text     .global vector_start     .extern resetreset:         msr cpsr_c,#0xd3     ldr sp,0xd0036000     .....
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reset.s 
1,将模式改为SVC管理模式，并且屏蔽中断，初始化栈顶指针SP 
2，安装MMU的地址转换表，之后CPU给的地址都是虚拟地址 
3，初始化IRQ和FIQ模式下栈顶指针 
4，清空BSS段 
5，跳转到main执行主函数(shell,汇编调用C的混合调用)

提取swi指令中中断号：

swi指令格式： 
1,在ARM状态下，执行ARM指令，SWI指令，低24bit为中断号 
2，在thumb状态下，执行thumb指令，swi指令，低8bit为中断号

ARM指令格式(32bit)： 

Thumb指令格式：

1，确定执行swi指令时，CPU所片的状态，ARM? thumb? 
由于发生异常时，SPSR_SVC = CPSR 
判断SPSR的bit[5] = 0,ARM状态，swi指令是指令（32） 
bit[5] = 1，thumb状态，swi指令是thumb指令(16) 
1,读SPSR寄存器到R0，MRS指令 
2，用位运算bit[5] ANDS EQ(ARM) NE(thumb) 
2,获取swi指令的编码 
由于发生异常时，保存返回地址 lr = pc -4 ARM 
= pc - 2 thumb 
ARM 状态： swi指令码的地址,lr - 4 
Thumb状态，swi指令码的地址,lr-2

 ldreq  加载ARM指令    r0,[lr-4] ldrneh 加载thumb指令  r0,[lr - 2]

3，使用位运算获取到swi指令码中中断号，将中断号存在R0 
ARM指令：提取低24bit 
Thumb:提取低8bit 
通过位运算，中断号保存在r0 
1，biceq r0 24bit , 清除24bit 
2,andne r0 8bit, 
4，R0中断号做为参数，传递给C函数 
5，进入c_swi_handler(unsigned int num),伪代码如下：

    c_swi_handler(unsigned int num){        switch(num){           case 1:              ...              break;           case 2:              ....              break;           ...        }    }
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取指，解码，执行，在swit指令的第三个阶段，执行阶段，发生异常 
1，SPSR= CPSR 
2，改CSPR ,ARM状态，SVC模式，中断禁止位 
3，保存返回地址 LR= PC -4 add指令地址 
= PC -2