[ARM 汇编]高级部分—内联汇编与C语言混合编程—3.1.2 ARM内联汇编语法

在本节中，我们将讨论ARM内联汇编的语法，包括基本语法、操作数约束和寄存器约束等部分。我们将通过实例和案例代码来详细介绍每个部分。

1. 基本语法

在C语言中使用ARM内联汇编，我们需要使用asm关键字，后面跟一对括号。括号内包含两部分内容：汇编代码字符串和操作数约束列表。

基本语法如下：

asm (汇编代码字符串 : 输出操作数约束列表 : 输入操作数约束列表 : Clobber列表);

汇编代码字符串：包含ARM汇编指令的字符串。我们可以在该字符串中使用%[name]的形式来引用C语言变量。

操作数约束列表：用于描述汇编代码与C语言变量之间的关系。约束列表包括输入约束和输出约束。

• 输入约束：用于将C语言变量映射到ARM寄存器。输入约束的形式为"约束代码"(变量名)。例如，"r"(a)表示将变量a映射到一个通用寄存器。
• 输出约束：用于将ARM寄存器的值映射回C语言变量。输出约束的形式为"=约束代码"(变量名)。例如，"=r"(result)表示将一个通用寄存器的值赋给变量result。

Clobber列表：用于列出内联汇编代码可能修改的寄存器。这有助于编译器在生成代码时正确处理这些寄存器。Clobber列表的形式为"寄存器名"，多个寄存器名用逗号分隔。例如，"r0", "r1", "cc"表示内联汇编代码可能会修改r0、r1寄存器和条件码寄存器。

2. 示例：两个整数相加

以下是一个简单的示例，演示了如何使用ARM内联汇编完成两个整数相加的操作：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 10, b = 20, result;

    asm (
        "ADD %[result], %[a], %[b]"
        : [result] "=r" (result)
        : [a] "r" (a),
          [b] "r" (b)
    );

    printf("The result is: %d\n", result);
    return 0;
}

在这个示例中，我们使用ADD指令将变量a和b相加，并将结果存储在变量result中。我们使用输入约束"r"(a)和"r"(b)将变量a和b映射到寄存器，输出约束"=r"(result)将寄存器映射到变量result。

3. 操作数约束

操作数约束用于描述汇编代码与C语言变量之间的关系。ARM内联汇编支持以下操作数约束：

• "r"：表示通用寄存器。例如，"r"(a)表示将变量a映射到一个通用寄存器。
• "l"：表示一个立即数。例如，"l"(a)表示将变量a视为一个立即数。
• "m"：表示一个内存操作数。例如，"m"(a)表示将变量a视为一个内存操作数。

4. 寄存器约束

寄存器约束用于指定内联汇编代码中使用的具体寄存器。寄存器约束的形式为"约束代码(寄存器名)"。例如，"r"(r0)表示将变量映射到r0寄存器。

以下是一些寄存器约束的例子：

• "r"(r0): 将变量映射到r0寄存器
• "r"(r1): 将变量映射到r1寄存器
• "r"(r2): 将变量映射到r2寄存器
• "r"(r3): 将变量映射到r3寄存器

5. 示例：数组元素求和

下面的示例展示了如何使用ARM内联汇编和C语言混合编程来计算一个整数数组的所有元素之和：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
    int sum = 0;

    asm (
        "MOV r1, #0\n"     // 初始化r1（sum）为0
        "MOV r2, #0\n"     // 初始化r2（索引）为0
    "loop:\n"             // 设置循环标签
        "LDR r0, [%[array], r2, LSL #2]\n"  // 读取数组元素到r0
        "ADD r1, r1, r0\n"  // 将r0（当前数组元素）累加到r1（sum）
        "ADD r2, r2, #1\n"  // 增加索引（r2）
        "CMP r2, %[length]\n" // 比较索引（r2）和数组长度（length）
        "BLT loop\n"       // 如果索引小于长度，跳回循环开始
        : [sum] "=r"(sum)
        : [array] "r"(array),
          [length] "r"(length)
        : "r0", "r1", "r2", "cc"
    );

    printf("The sum of the array is: %d\n", sum);
    return 0;
}

在这个示例中，我们使用内联汇编代码计算一个整数数组的所有元素之和。我们使用输入约束"r"(array)和"r"(length)将数组指针和数组长度映射到寄存器，输出约束"=r"(sum)将寄存器映射到变量sum。

注意，我们在Clobber列表中列出了可能被内联汇编代码修改的寄存器，包括r0、r1、r2和条件码寄存器cc。

以上就是ARM内联汇编语法的详细介绍，希望这些实例能帮助您更好地理解和应用ARM内联汇编。