1第4章ARM嵌入式系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及調(diào)試基礎(chǔ)

4.1ARM嵌入式匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.2ARM嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.3ARM匯編語(yǔ)言與C/C++的混合編程4.4ARMADS集成開發(fā)環(huán)境的使用4.5EmbestIDE集成開發(fā)環(huán)境的使用2

在ARM匯編語(yǔ)言程序里，有一些特殊指令助記符，這些助記符與指令系統(tǒng)的助記符不同，沒(méi)有相應(yīng)的操作碼，通常稱這些特殊指令助記符為偽指令，他們所完成的操作稱為偽操作。偽指令在源程序中的作用是為完成匯編語(yǔ)言程序作各種準(zhǔn)備工作的，這些偽指令僅在匯編過(guò)程起作用，一旦匯編結(jié)束，偽指令的使命就完成。在ARM得匯編程序中，有符號(hào)定義（SymbolDefintion）偽指令，數(shù)據(jù)定義（DataDefinition）偽指令，地址讀取偽指令，匯編控制（AssemblyControl）偽指令，宏指令以及其它偽指令。4．1ARM嵌入式匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4．1．1ARM匯編器支持的偽指令3

1．符號(hào)定義偽指令

1）GBLA、GBLL和GBLS

格式：GBLA（GBLL或GBLS）全局變量名用途：定義一個(gè)ARM程序中的全局變量，并將其初始化。其中GBLA偽指令用于定義一個(gè)全局的數(shù)字變量，并初始化為0；GBLL偽指令用于定義一個(gè)全局的邏輯變量，并初始化為F（假）；GBLS偽指令用于定義一個(gè)全局的字符串變量，并初始化為空。由于以上3條偽指令用于定義全局變量，因此在整個(gè)程序范圍內(nèi)變量名必須唯一。例如：GBLATest1；定義一個(gè)全局的數(shù)字變量，變量名為Test1Test1SETA0xAA；將該變量賦值為0xAAGBLLTest2；定義一個(gè)全局的邏輯變量，變量名為Test2Test2SETL{TRUE}；將該變量賦值為真GBLSTest3；定義一個(gè)全局的字符串變量，變量名為Test3Test3SETS“Testing”

；將該變量賦值為“Testing”4

2）LCLA、LCLL、LCLS

格式：LCLA（LCLL或LCLS）局部變量名用途：定義一個(gè)ARM程序中的局部變量，并將其初始化。其中LCLA偽指令用于定義一個(gè)局部的數(shù)字變量，并初始化為0；LCLL偽指令用于定義一個(gè)局部的邏輯變量，并初始化為F（假）；LCLS偽指令用于一個(gè)局部的字符串變量，并初始化為空。由于以上3條偽指令用于聲明局部變量，因此在其作用范圍內(nèi)變量名必須唯一。例如：LCLATest4；聲明一個(gè)局部得數(shù)字變量，變量名為Test4Test4SETA0xAA；將該變量賦值為0xAALCLLTest5；聲明一個(gè)局部的邏輯變量，變量名為Test5Test5SETL{TURE}；將該變量賦值為真LCLSTest6；定義一個(gè)局部的字符串變量，變量名為Test6Test6SETS“Testing”

；將該變量賦值為“Testing”53）SETA、SETL、SETS

格式：變量名SETA（SETL或SETS）表達(dá)式用途：給一個(gè)已經(jīng)定義的全局變量或局部變量賦值。其中變量名為已經(jīng)定義過(guò)的全局變量或局部變量，表達(dá)式為將要賦值給變量的值。SETA偽指令用于給一個(gè)數(shù)學(xué)變量賦值；SETL偽指令用于給一個(gè)邏輯變量賦值；SETS偽指令用于給一個(gè)字符串變量賦值。例如：LCLATest3；聲明一個(gè)局部的數(shù)字變量，變量名為Test3Test3SETA0xAA；將該變量賦值為0xAALCLLTest4；聲明一個(gè)局部的邏輯變量，變量名為Test5Test4SETL{TRUE}；將該變量賦值為真64）RLIST

格式：名稱RLIST{寄存器列表}

用途：對(duì)一個(gè)通用寄存器列表定義名稱，使用該偽指令定義的名稱可在ARM指令LDM/STM中使用。在LDM/STM指令中，列表中的寄存器訪問(wèn)次序?yàn)楦鶕?jù)寄存器的標(biāo)號(hào)由低到高，而與列表中得寄存器排列次序無(wú)關(guān)。例如：

RegListRLIST{R0–R5，R8，R10}；將寄存器列表名稱定義為RegList，可在ARM指令LDM/STM中通過(guò)該名稱訪問(wèn)寄存器列表。7

2．?dāng)?shù)據(jù)定義偽指令

1）DCB

格式：標(biāo)號(hào)DCB表達(dá)式用途：分配一片連續(xù)的字節(jié)存儲(chǔ)單元并用偽指令中的表達(dá)式初始化。其中，表達(dá)式可以為0~255的數(shù)字或字符串。DCB偽指令也可用“=”代替。例如：

StrDCB“Thisisatest!”

；分配一片連續(xù)的字節(jié)存儲(chǔ)單元并初始化

2）DCW（或DCWU）格式：標(biāo)號(hào)DCW（或DCWU）偽指令用途：分配一片連續(xù)的半字節(jié)存儲(chǔ)單元，并用偽指令中指定的表達(dá)式初始化。其中，表達(dá)式可以為程序標(biāo)號(hào)或數(shù)字表達(dá)式。DCW偽指令和DCWU偽指令的區(qū)別僅在于用DCW偽指令分配的字存儲(chǔ)單元是半字對(duì)齊，而用DCWU偽指令分配的字存儲(chǔ)單元并不嚴(yán)格半字對(duì)齊。例如：

DataTestDCW1，2，3；分配一片連續(xù)的半字存儲(chǔ)單元并初始化8

3）DCD（或DCDU）格式：標(biāo)號(hào)DCD（或DCDU）表達(dá)式用途：分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并用偽指令指定的表達(dá)式初始化。其中，表達(dá)式可以為程序標(biāo)號(hào)或數(shù)字表達(dá)式。DCD偽指令也可用“&”代替。DCD偽指令和DCDU偽指令的區(qū)別僅在于用DCD偽指令分配的字存儲(chǔ)單元是字對(duì)齊的，而用DCDU偽指令分配的字存儲(chǔ)單元并不嚴(yán)格字對(duì)齊。例如：

FdataTestDCD4，5，6；分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并初始化

4）DCFD（或DCFDU）格式：標(biāo)號(hào)DCFD（或DCFDU）表達(dá)式用途：為雙精度的浮點(diǎn)數(shù)分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并用偽指令中指定得表達(dá)式初始化。每個(gè)雙精度的浮點(diǎn)數(shù)占據(jù)2個(gè)字單元。DCFD偽指令和DCFDU偽指令的區(qū)別僅在于用DCFD偽指令分配的字存儲(chǔ)單元是字對(duì)齊的，而用DCFDU偽指令分配的字存儲(chǔ)單元并不嚴(yán)格對(duì)齊。例如：

FdataTestDCFD2E115，-5E7；分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并初始化為指定的雙精度數(shù)9

5）DCFS（或DCFSU）格式：標(biāo)號(hào)DCFS（或DCFDU）表達(dá)式用途：為單精度得浮點(diǎn)數(shù)分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并用偽指令中指定的表達(dá)式初始化。每個(gè)單精度的浮點(diǎn)數(shù)占據(jù)1個(gè)字單元。DCFS偽指令和DCFSU偽指令的區(qū)別僅在于用DCFS偽指令分配的字存儲(chǔ)單元是字對(duì)齊的，而用DCFSU偽指令分配的字存儲(chǔ)單元并不嚴(yán)格字對(duì)齊。例如：

FDataTESTDCFS2E5，-5E-7；分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并初始化為指定的單精度數(shù)

6）DCQ（或DCQU）格式：標(biāo)號(hào)DCQ（或DCQU）表達(dá)式用途：分配一片以8個(gè)字節(jié)為單位的連續(xù)存儲(chǔ)區(qū)域并用偽指令中指定的表達(dá)式初始化。DCQ偽指令和DCQU偽指令的區(qū)別僅在于用DCQ偽指令分配的存儲(chǔ)單元是字對(duì)齊的，而用DCQU偽指令分配的存儲(chǔ)單元并不嚴(yán)格字對(duì)齊。例如：

DataTestDCQ100；分配一片連續(xù)的字存儲(chǔ)單元并初始化為指定的值10

7）SPACE

格式：標(biāo)號(hào)SPACE表達(dá)式用途：SPACE偽指令用于分配1片連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域并初始化為0。其中，表達(dá)式為要分配的字節(jié)數(shù)。SPACE也可用“%”代替。例如：DataSpaceSPACE100；分配連續(xù)100字節(jié)的存儲(chǔ)單元并初始化為08）MAP

格式：MAP表達(dá)式{，基址寄存器}

用途：定義結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的首地址。MAP偽指令也可用“^”代替。表達(dá)式可以為程序中的標(biāo)號(hào)或數(shù)學(xué)表達(dá)式，基址寄存器為可選項(xiàng)，當(dāng)基址寄存器選項(xiàng)不存在時(shí)，表達(dá)式的值即是內(nèi)存表的首地址，當(dāng)該選項(xiàng)存在時(shí)，內(nèi)存表的首地址為表達(dá)式的值與基址寄存器的和。

MAP偽指令僅用于定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并不實(shí)際分配存儲(chǔ)單元，通常可與FIELD偽指令配合使用來(lái)定義結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表。例如：MAP0x100，R0；定義結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表的首地址的值位0x100+R011

9）FILED

格式：標(biāo)號(hào)FIELD表達(dá)式用途：定義一個(gè)結(jié)構(gòu)化內(nèi)存表中的數(shù)據(jù)域，其中，表達(dá)式的值為當(dāng)前數(shù)據(jù)域在內(nèi)存表中所占的字節(jié)數(shù)。FIELD偽指令也可用“#”代替。與MAP偽指令相同，F(xiàn)IELD偽指令僅用于定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并不實(shí)際分配存儲(chǔ)單元。FIELD偽指令常與MAP偽指令配合使用來(lái)定義結(jié)構(gòu)化的內(nèi)存表。MAP偽指令定義內(nèi)存表的首地址，F(xiàn)IELD偽指令定義內(nèi)存表中的各個(gè)數(shù)據(jù)域，并可以為每個(gè)數(shù)據(jù)指定一個(gè)標(biāo)號(hào)供其他的指令引用。例如：

MAP0x100；定義結(jié)構(gòu)化內(nèi)存表首地址的值為0x100AFIELD16；定義A的長(zhǎng)度為16字節(jié)，位置為0x100BFIELD32；定義B的長(zhǎng)度為32字節(jié)，位置為0x110SFIELD256；定義S的長(zhǎng)度為256字節(jié)，位置為0x130123．地址讀取偽指令13

1）ADR偽指令——小范圍的地址讀取在匯編編譯器編譯源程序時(shí)，ADR偽指令被編譯器替換成一條合適的指令。通常，編譯器用一條ADD指令或SUB指令來(lái)實(shí)現(xiàn)ADR偽指令的功能，若不能用一條指令實(shí)現(xiàn)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤，編譯失敗。ADR偽指令中的地址是基于PC或寄存器的，當(dāng)ADR偽指令中的地址是基于PC時(shí)，該地址與ADR偽指令必須在同一個(gè)代碼段中。地址表達(dá)式expression的取值范圍如下：當(dāng)?shù)刂分凳亲止?jié)對(duì)齊時(shí)，其取值范圍為-255B~255B；當(dāng)?shù)刂分凳亲謱?duì)齊時(shí)，其取值范圍為-1020B~1020B。例如：LOOPMOVR0，#10；LOOP為行標(biāo)，指示某一行代碼ADRR4，LOOP；將LOOP地址放入r4（相對(duì)地址）,因?yàn)镻C值為當(dāng)前指令地址值加8字節(jié)，替換成ADR偽偽指令將被編譯器譯為；SUBR4，PC，0xC；NOP(MOVR0，R0)14

2）ADRL偽指令——中等范圍的地址讀取

ADRL比ADR偽指令可以讀取更大范圍的地址。在匯編編譯器編譯源程序時(shí)，ADRL偽指令被編譯器替換成兩條合適的指令。若不能用兩條指令實(shí)現(xiàn)，則產(chǎn)生錯(cuò)誤，編譯失敗。地址表達(dá)式expression的取值范圍如下：當(dāng)?shù)刂分凳亲止?jié)對(duì)齊時(shí)，其取值范圍為-64KB~64KB；當(dāng)?shù)刂分凳亲謱?duì)齊時(shí)，其取值范圍為-256KB~256KB。例如：LOOPMOVR0，#10；LOOP為行標(biāo)，指示某一行代碼ADRLR4，LOOP；將LOOP地址放入R4（相對(duì)地址）,因?yàn)镻C值為當(dāng)前指令地址值加8字節(jié)，替換成本ADRL偽偽指令將被編譯器譯為；SUBR4，PC，#0xC；NOP(MOVR0，R0)15

3）LDR偽指令——大范圍的地址讀取在匯編編譯源程序時(shí)，LDR偽指令被編譯器替換成一條合適的指令。若加載的常數(shù)未超出MOV或MVN的范圍，則使用MOV或MVN指令代替該LDR偽指令，否則匯編器將常量放入文字池，并使用一條程序相對(duì)偏移的LDR指令從文字池讀出常量。例如：

LDRR1，=0xFF；將0xFF讀取到R1中，編譯后得到

MOVR1，0xFF

例如：

LDRR1，=ADDR；將外部地址ADDR讀取到R1中，匯編后將得到：；LDRR1，[PC，OFFSET_TO_LPOOL]

；…

；LPOOLDCDADDR164．匯編控制偽指令匯編控制偽指令用于控制匯編程序的執(zhí)行流程。

1）IF、ELSE、ENDIF

格式：IF邏輯表達(dá)式指令序列1ELSE指令序列2ENDIFIF、ELSE、ENDIF偽指令能根據(jù)條件的成立與否決定是否執(zhí)行某個(gè)指令序列。當(dāng)IF后面的邏輯表達(dá)式為真，則執(zhí)行指令序列1，否則執(zhí)行指令序列2。其中，ELSE及指令序列2可以沒(méi)有，此時(shí)，當(dāng)IF后面的邏輯表達(dá)式為真，則執(zhí)行指令序列1，否則繼續(xù)執(zhí)行后面的指令。IF、ELSE、ENDIF偽指令可以嵌套使用。例如：

GBLLTest；聲明一個(gè)全局的邏輯變量，變量名為Test

……IFTest=TRUE指令序列1ELSE指令序列2ENDIF17

2）WHILE、WEND

格式：WHILE邏輯表達(dá)式指令序列WENDWHILE、WEND偽指令能根據(jù)條件的成立與否決定是否循環(huán)執(zhí)行某個(gè)指令序列。當(dāng)WHILE后面的邏輯表達(dá)式為真，則執(zhí)行指令序列，該指令序列執(zhí)行完畢后，再判斷邏輯表達(dá)式的值，若為真則繼續(xù)執(zhí)行，一直到邏輯表達(dá)式的值為假。

WHILE、WEND偽指令可以嵌套使用。例如：GBLACounter；聲明一個(gè)全局的數(shù)學(xué)變量，變量名為CounterCouterSETA3；由變量Counter控制循環(huán)次數(shù)

……WHILECounter<10

指令序列

WEND185．宏指令

1）MACRO、MEND

格式：MACRO$標(biāo)號(hào)宏名$參數(shù)1，$參數(shù)2，……

指令序列

MENDMACRO、MEND偽指令可以將一段代碼定義為一個(gè)整體，稱為宏指令，然后就可以在程序中通過(guò)宏指令多次調(diào)用該段代碼。其中，$標(biāo)號(hào)在宏指令被展開時(shí)，標(biāo)號(hào)會(huì)被替換為用戶定義的符號(hào)，宏指令可以使用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，當(dāng)宏指令被展開時(shí)，這些參數(shù)被相應(yīng)的值替換。宏指令的使用方式和功能與子程序相似，子程序可以提供模塊化的程序設(shè)計(jì)、節(jié)省存儲(chǔ)空間并提高運(yùn)行速度。但在使用子程序結(jié)構(gòu)時(shí)需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的開銷，因此，在代碼較短且需要傳遞的參數(shù)較多時(shí)，可以使用宏指令代替子程序。

19

包含在MACRO和MEND之間的指令序列稱為宏定義體，在宏定義體的第一行應(yīng)聲明宏的原型（包含宏名、所需的參數(shù)），然后就可以在匯編程序中通過(guò)宏名來(lái)調(diào)用該指令序列。在源程序被編譯時(shí)，匯編器將宏調(diào)用展開，用宏定義中的指令序列代替程序中的宏調(diào)用，并將實(shí)際參數(shù)的值傳剃給宏定義中的形式參數(shù)。

MACRO、MEND偽指令可以嵌套使用。

2）MEXIT

格式：MEXITMEXIT用于從宏定義中跳轉(zhuǎn)出去。206．其它常用的偽指令

1）AREA

格式：AREA段名屬性1，屬性2，……

用途：定義一個(gè)代碼段或數(shù)據(jù)段。屬性字段表示該代碼段（或數(shù)據(jù)段）的相關(guān)屬性，多個(gè)屬性用逗號(hào)分隔。常用的屬性如下。（1）屬性CODE用于定義代碼段，默認(rèn)為READONLY。（2）屬性DATA用于定義數(shù)據(jù)段，默認(rèn)為READWRITE。（3）屬性READONLY指定本段為只讀，代碼段默認(rèn)為READONLY。（4）屬性READWRITE指定本段為可讀可寫，數(shù)據(jù)段的默認(rèn)屬性為READWRITE。（5）屬性ALIGN表示使用方式為ALIGN表達(dá)式。在默認(rèn)時(shí)，ELF（可執(zhí)行連接文件）的代碼段和數(shù)據(jù)段是按字對(duì)齊的，表達(dá)式的取值范圍為0~31，相應(yīng)的對(duì)齊方式為2表達(dá)式次方。（6）屬性COMMON定義一個(gè)通用的段，不包括任何的用戶代碼和數(shù)據(jù)。各源文件中同名的COMMON段共享同一段存儲(chǔ)單元。21

一個(gè)匯編語(yǔ)言程序至少要包含一個(gè)段，當(dāng)程序太長(zhǎng)時(shí)，也可以將程序分為多個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)段。例如：

AREAInit，CODE，READONLY

指令序列；該偽指令定義了一個(gè)代碼段，段名為Init，屬性為只讀

2）ALIGN

格式：ALIGN{表達(dá)式{，偏移量}}

用途：ALIGN偽指令可通過(guò)添加填充字節(jié)的方式，使當(dāng)前位置滿足一定的對(duì)齊方式。其中，表達(dá)式的值用于指定對(duì)齊方式，可能的取值為2的幕，如1、2、4、8、16等。若未指定表達(dá)式，則將當(dāng)前位置的對(duì)齊方式為：2的表達(dá)式次幕加偏移量。例如：

AREAInit，CODE，READONLY，ALIGN=3；指定后面的指令為8字節(jié)對(duì)齊指令序列

END22

3）CODE16（或CODE32）格式：CODE16（或CODE32）用途：CODE16偽指令通知編譯器，其后的指令序列為16位的Thumb指令；CODE32偽指令通知編譯器，其后的指令序列為32位的ARM指令。若在匯編源程序中同時(shí)包括ARM指令和Thumb指令時(shí)，可用CODE16偽指令通知編譯器其后的指令序列為16位的Thumb指令，CODE32偽指令通知編譯器其后的指令序列為32位的ARM指令。因此，在使用ARM指令和Thumb指令混合編程的代碼里，可用這兩條偽指令進(jìn)行切換，但注意他們只通知編譯其后指令的類型，并不能處理器進(jìn)行狀態(tài)的切換。23例如：AREAInit，CODE，READONLY……CODE32；通知編譯器其后的指令為32位的ARM指令LDRR0，=NEXT+1；將跳轉(zhuǎn)地址放入寄存器R0BXR0；程序跳轉(zhuǎn)到新的位置執(zhí)行，并將處理器切換到Thumb工作狀態(tài)……CODE16；通知編譯器其后的指令為16位的Thumb工作狀態(tài)NEXTLDRR3，=0x3FF……END；程序結(jié)束24

4）ENTRY

格式：ENTRY

用途：指定匯編程序的入口點(diǎn)。在一個(gè)完整的匯編程序中至少要有一個(gè)ENTRY（也可以有多個(gè)，當(dāng)有多個(gè)ENTRY時(shí)，程序的真正入口點(diǎn)由鏈接器指定），例如：

AREAInit，CODE，READONLYENTRY；指定應(yīng)用程序的入口點(diǎn)

……5）END

格式：END

用途：用于通知編譯器已經(jīng)到了源程序的結(jié)尾。例如：

AREAInit，CODE，READONLY

……END；指定應(yīng)用程序的結(jié)尾25

4）ENTRY

格式：ENTRY

用途：指定匯編程序的入口點(diǎn)。在一個(gè)完整的匯編程序中至少要有一個(gè)ENTRY（也可以有多個(gè)，當(dāng)有多個(gè)ENTRY時(shí)，程序的真正入口點(diǎn)由鏈接器指定），例如：

AREAInit，CODE，READONLYENTRY；指定應(yīng)用程序的入口點(diǎn)

……5）END

格式：END

用途：用于通知編譯器已經(jīng)到了源程序的結(jié)尾。例如：

AREAInit，CODE，READONLY

……END；指定應(yīng)用程序的結(jié)尾

26

8）IMPORT

格式：IMPORT標(biāo)號(hào){[WEAK]}

用途：通知編譯器要使用的標(biāo)號(hào)在其它的源文件中定義，但要在當(dāng)前源文件引用，而且無(wú)論當(dāng)前源文件是否引用該標(biāo)號(hào)，該標(biāo)號(hào)均會(huì)被加入到當(dāng)前源文件的符號(hào)表中。標(biāo)號(hào)在程序中區(qū)分大小寫，[WEAK]選項(xiàng)表示當(dāng)所有的源文件都沒(méi)有定義這樣一個(gè)標(biāo)號(hào)時(shí)，編譯器也不給出錯(cuò)誤信息，在多數(shù)情況下將該標(biāo)號(hào)值為0，若該標(biāo)號(hào)為B或BL指令引用，則將B或BL指令值為NOP操作。例如：

AREAInit，CODE，READONLYIMPORTMain；通知編譯器當(dāng)前文件要引用標(biāo)號(hào)Main，但Main在其他源文件中定義

……END27

9）EXTERN

格式：EXTERN標(biāo)號(hào){[WEAK]}

用途：通知編譯器要使用的標(biāo)號(hào)在其它的源文件中定義，但要在當(dāng)前源文件引用，如果當(dāng)前源文件是否引用該標(biāo)號(hào)，該標(biāo)號(hào)就不會(huì)被加入到當(dāng)前源文件的符號(hào)表中。標(biāo)號(hào)在程序中區(qū)分大小寫，[WEAK]選項(xiàng)表示當(dāng)所有的源文件都沒(méi)有定義這樣一個(gè)標(biāo)號(hào)時(shí)，編譯器也不給出錯(cuò)誤信息，在多數(shù)情況下將該標(biāo)號(hào)值為0，若該標(biāo)號(hào)為B或BL指令引用，則將B或BL指令值為NOP操作。例如：

AREAInit，CODE，READONLYEXTERNMain；通知編譯器當(dāng)前文件要引用標(biāo)號(hào)Main，但Main在其他源文件中定義

……END2810）GET（或INCLUDE）格式：GET文件名用途：將一個(gè)源文件包含到當(dāng)前的源文件中，并將被包含的源文件在當(dāng)前位置進(jìn)行匯編處理?？梢允褂肐NCLUDE代替GET。匯編程序中常用的方法是在某源文件中定義一些宏指令，用EQU定義常量的符號(hào)名稱，用MAP和FIELE定義結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)類型，然后用GET偽指令將這個(gè)源文件包含到其他的源文件中。使用方法與C語(yǔ)言中的“include”相似。

GET偽指令只能用于包含源文件，包含目標(biāo)文件使用INCBIN偽指令。例如：

AREAInit，CODE，READONLYGETa1，s；通知編譯器當(dāng)前源文件包含源文件a1．sGETC：\a2．s；通知編譯器當(dāng)前源文件包含源文件C：\a2．s

……END29

11）INCBIN

格式：INCBIN文件名用途：將一個(gè)目標(biāo)文件或數(shù)據(jù)文件包含到當(dāng)前的源文件中，被包含的文件不作任何變動(dòng)地存放在當(dāng)前文件中，編譯器從其后開始繼續(xù)處理。例如：

AREAInit，CODE，READONLYINCBINa1．dat；通知編譯器當(dāng)前源文件包含文件a1．datINCBINC：\a2．txt；通知編譯器當(dāng)前源文件包含文件C：\a2．txt

……END30

12）RN

格式：名稱RN表達(dá)式用途：給一個(gè)寄存器定義一個(gè)別名。采用這種方式可以方便程序員記憶該寄存器的功能。其中，名稱為給寄存器定義的別名，表達(dá)式為寄存器的編碼。例如：

TampRNR0；將R0定義一個(gè)別名Temp13）ROUT

格式：{名稱}ROUT

用途：給一個(gè)局部變量定義作用范圍。在程序中未使用該偽指令時(shí)，局部變量的作用范圍為所在的AREA，而使用ROUT后，局部變量的作為范圍當(dāng)前ROUT和下一個(gè)ROUT之間。31

ARM（Thumb）匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式為：

{標(biāo)號(hào)}{指令或偽指令}{；注釋}

在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中，每一條指令的助記符可以全部用大寫、或全部用小寫，但不允許在一條指令中大、小寫混用。如果一條語(yǔ)句太長(zhǎng)，可將用該語(yǔ)句分為若干行來(lái)書寫，在行的末尾用“\”表示下一行與本行為同一條語(yǔ)句。

1．在匯編語(yǔ)言程序中常用的符號(hào)在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中，經(jīng)常使用各種符號(hào)代替地址、變量和常量等，以增加程序的可讀性。盡管符號(hào)的命名由編程者決定，但并不是任意的，必須遵守以下的約定：①符號(hào)區(qū)分大小寫，同名的大、小寫符號(hào)會(huì)被編譯器認(rèn)為是兩個(gè)不同的符號(hào)；②符號(hào)在其作用范圍必須唯一；③自定義的符號(hào)名不能與系統(tǒng)的保留字相同；④符號(hào)名不應(yīng)與指令或偽指令同名。4．1．2ARM匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式32

1）程序中的變量程序中的變量是指其值在程序的運(yùn)行過(guò)程中可以改變的量。ARM（或Thumb）匯編程序所支持的變量有數(shù)字變量、邏輯變量和字符串變量。其中數(shù)字變量用于在程序的運(yùn)行中保存數(shù)字值，但注意數(shù)字值的大小不應(yīng)超過(guò)數(shù)字變量所能表示的范圍；邏輯變量用于在程序的運(yùn)行中保存邏輯值，邏輯值只有真或假2種取值的情況；字符串變量用于在程序的運(yùn)行中保存一個(gè)字符串，但注意字符串的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)字符串變量所能表示的范圍。

2）程序中的常量程序中的常量是指其值在程序的運(yùn)行過(guò)程中不能被改變的量。ARM（Thumb）匯編程序所支持的常量有數(shù)字常量、邏輯常量和字符串常量。其中數(shù)字常量一般為32位的整數(shù)，當(dāng)作為無(wú)符號(hào)數(shù)時(shí)，其取值范圍為0～232–1；當(dāng)作為有符號(hào)數(shù)時(shí)，其取值范圍為-232～232–1。邏輯常量只有真或假2種取值情況。字符串常量為一個(gè)固定的字符串，一般用于程序運(yùn)行時(shí)的信息提示。33

3）程序中的變量代換程序中的變量可通過(guò)代換操作取得一個(gè)常量。代換操作符為“＄”。如果在數(shù)字變量前面有一個(gè)代換操作符“＄”，編譯器會(huì)將該數(shù)字變量的值轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制的字符串，并將該十六進(jìn)制的字符串代換“＄”后的數(shù)字變量；如果在邏輯變量前面有一個(gè)代換操作符“＄”，編譯器會(huì)將該邏輯變量代換為它的取值（真或假）；如果在字符串變量前面有一個(gè)代換操作符“＄”，編譯器會(huì)將該字符串變量的值代換“＄”后的字符串變量。例如：

LCLSS1；定義局部字符串變量S1和S2LCLSS2S1SETS“Test！“

S2SETS“Thisisa＄S1”；字符串變量S2值為“ThisisaTest”342．匯編語(yǔ)言程序中的表達(dá)式和運(yùn)算符在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中，經(jīng)常使用各種表達(dá)式，表達(dá)式一般由變量、常量、運(yùn)算符和括號(hào)構(gòu)成，常用的表達(dá)式有數(shù)字表達(dá)式、邏輯表達(dá)式及字符串表達(dá)式3種，其運(yùn)算順序遵循如下優(yōu)先級(jí)：①優(yōu)先級(jí)相同的雙目運(yùn)算符的運(yùn)算順序從左到右；②相鄰的單目運(yùn)算符的運(yùn)算順序?yàn)閺挠业阶螅覇文窟\(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)高于其他運(yùn)算符；③括號(hào)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)最高。35

1）數(shù)字表達(dá)式及運(yùn)算符數(shù)字表達(dá)式一般由數(shù)字常量、數(shù)值變量、數(shù)字運(yùn)算符和括號(hào)構(gòu)成。與數(shù)字表達(dá)式相關(guān)的運(yùn)算符有算術(shù)運(yùn)算符、移位運(yùn)算符及按位邏輯運(yùn)算符。（1）算術(shù)運(yùn)算符。數(shù)字表達(dá)式中的算術(shù)運(yùn)算符有“+”、“-”、“*”、“/”及“MOD”，分別代表加、減、乘、除及取余數(shù)運(yùn)算。以X和Y表示兩個(gè)數(shù)字表達(dá)式，這些算術(shù)運(yùn)算符代表的運(yùn)算如下：X+Y表示X與Y的和；X-Y表示X與Y的差；X*Y表示X與Y的乘積；X/Y表示X處以Y的余數(shù)。（2）移位運(yùn)算符。數(shù)字表達(dá)式中的移位運(yùn)算符有“ROL”、“ROR”、“SHL”及“SHR”，以X和Y表示兩個(gè)數(shù)字表達(dá)式，這些移位運(yùn)算符代表的運(yùn)算如下：X：ROL：Y表示將X循環(huán)左移Y位；X：ROR：Y表示X循環(huán)右移Y位；X：SHL：Y表示將X左移Y位；X：SHR：Y表示將X右移Y位。36

（3）按位邏輯運(yùn)算符。數(shù)字表達(dá)式中的按位邏輯運(yùn)算符有“AND”、“OR”、“NOT”及“EOR”，以X和Y表示兩個(gè)數(shù)字表達(dá)式，以上的按位邏輯運(yùn)算符代表的運(yùn)算如下：X：AND：Y表示將X和Y按位作邏輯與的操作；X：OR：Y表示將X和Y按位作邏輯或的操作；：NOT：Y表示將Y按位作邏輯非的操作；X：EOR：Y表示將X和Y按位作邏輯異或的操作。

2）邏輯表達(dá)式及運(yùn)算符邏輯表達(dá)式一般由邏輯量、邏輯運(yùn)算符和括號(hào)構(gòu)成，其表達(dá)式的運(yùn)算結(jié)果為真或假。與邏輯表達(dá)式相關(guān)的運(yùn)算符如下：（1）“=”、“>”、“<”、“>=”、“<=”、“/=”、“<>”運(yùn)算符。以X和Y表示兩個(gè)邏輯表達(dá)式，以上的運(yùn)算符代表的運(yùn)算如下：X=Y表示X等于Y；X>Y表示X大于Y；X<Y表示X小于Y；X>=Y表示X大于等于Y；X<=Y表示X小于等于Y；X/=Y表示X不等于Y；X<>Y表示X不等于Y。37

（2）“LAND”、“LOR“、“LNOT”及“LEOR”運(yùn)算符。以X和Y表示兩個(gè)邏輯表達(dá)式，以上的邏輯運(yùn)算符代表的運(yùn)算如下：X：LAND：Y表示將X和Y作邏輯與的操作；X：LOR：Y表示將X和Y作邏輯或的操作；：LNOT：Y表示將Y作邏輯非的操作；X：LEOR：Y表示將X和Y作邏輯異或的操作。

3）字符串表達(dá)式及運(yùn)算符字符串表達(dá)式一般由字符串常量、字符串變量、運(yùn)算符和括號(hào)組成。編譯器所支持的字符串的最大長(zhǎng)度為512字節(jié)。常用的與字符串表達(dá)式相關(guān)的運(yùn)算符如下。（1）LEN運(yùn)算符。LEN運(yùn)算符返回字符串的長(zhǎng)度（字符數(shù)），以X表示字符串表達(dá)式，其語(yǔ)法格式如下：：LEN：X

（2）CHR運(yùn)算符。CHR運(yùn)算符將0~255之間的整數(shù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)字符，以M表示某一個(gè)整數(shù)，其語(yǔ)法格式如下：：CHR：M38

（3）STR運(yùn)算符。STR運(yùn)算符將一個(gè)數(shù)字表達(dá)式或邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換為一個(gè)字符串。對(duì)于數(shù)字表達(dá)式，STR運(yùn)算符將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)以十六進(jìn)制組成的字符串；對(duì)于邏輯表達(dá)式，STR運(yùn)算符將其轉(zhuǎn)換為字符串T或F，其語(yǔ)法格式如下：：STR：X其中X為一個(gè)數(shù)字表達(dá)式或邏輯表達(dá)式。（4）LEFT運(yùn)算符。LEFT運(yùn)算符返回某個(gè)字符串左端的一個(gè)字串，其語(yǔ)法格式如下：X：LEFT：Y其中X為源字符串，Y為一個(gè)整數(shù)，表示要返回的字符個(gè)數(shù)。（5）RIGHT運(yùn)算符。與LEFT運(yùn)算符相對(duì)應(yīng)，RIGHT運(yùn)算符返回某個(gè)字符串右端的一個(gè)字串，其語(yǔ)法格式如下：X：RIGHT：Y其中X為源字符串，Y為一個(gè)整數(shù)，表示要返回的字符個(gè)數(shù)。39

（6）CC運(yùn)算。CC運(yùn)算符用于將兩個(gè)字符串連接成一個(gè)字符串，其語(yǔ)法格式如下：X：CC：Y其中X為源字符串1，Y為源字符串2，CC運(yùn)算符將Y連接到X后面。

4）與寄存器和程序計(jì)數(shù)器（PC）相關(guān)的表達(dá)式及運(yùn)算符常用的與寄存器和程序計(jì)數(shù)器相關(guān)的表達(dá)式及運(yùn)算符如下：（1）BASE運(yùn)算符。BASE運(yùn)算符返回基于寄存器的表達(dá)式中寄存器的編號(hào)，其語(yǔ)法格式如下：：BASE：X其中X為與寄存器相關(guān)的表達(dá)式（2）INDEX運(yùn)算符。INDEX運(yùn)算符返回基于寄存器的表達(dá)式中相對(duì)于其基址寄存器的偏移量，其語(yǔ)法格式如下：：INDEX：X其中，X為與寄存器相關(guān)的表達(dá)式

5）其他常用運(yùn)算符（1）？運(yùn)算符。？運(yùn)算符返回某代碼行所生成的可執(zhí)行代碼的長(zhǎng)度，如“？X”表示返回定義符號(hào)X的代碼行所生成的可執(zhí)行代碼的字節(jié)數(shù)。（2）DEF運(yùn)算符。DEF運(yùn)算符判斷是否定義某個(gè)符號(hào)，如：DEF：X：表示當(dāng)符號(hào)X已經(jīng)定義，結(jié)果為真；否則為假。40

1．匯編語(yǔ)言的程序結(jié)構(gòu)在ARM（Thumb）匯編語(yǔ)言程序中，以程序段位單位組織代碼。段是相對(duì)獨(dú)立的指令或數(shù)據(jù)序列，具有特定的名稱。段可以分為代碼段和數(shù)據(jù)段，代碼段的內(nèi)容為執(zhí)行代碼，數(shù)據(jù)段存放運(yùn)行時(shí)需要用到的數(shù)據(jù)。一個(gè)匯編程序至少要有一個(gè)代碼段，當(dāng)程序較長(zhǎng)時(shí)，可以分割為多個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)段，多個(gè)段在程序編譯鏈接時(shí)最終形成一個(gè)可執(zhí)行的映象文件?？蓤?zhí)行映象文件通常由以下幾部分構(gòu)成。（1）一個(gè)或多個(gè)代碼段，代碼段的屬性為只讀。（2）零個(gè)或多個(gè)包含初始化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段，其屬性為可讀寫。（3）零個(gè)或多個(gè)不包含初始化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段，其屬性為可讀寫。鏈接器根據(jù)系統(tǒng)默認(rèn)或用戶設(shè)定的規(guī)則，將各個(gè)段安排在存儲(chǔ)器中的相應(yīng)位置。因此源程序中段之間的相對(duì)位置與可執(zhí)行的映象文件中段的相對(duì)位置一般不會(huì)相同。4．1．3ARM匯編語(yǔ)言的程序結(jié)構(gòu)41

以下是一個(gè)匯編語(yǔ)言的程序基本結(jié)構(gòu)：

AREAInit，CODE，READONLYENTRYSTARTLDRR0，=0x3FF5000LDRR1，#0xFFSTRR1，[R0]LDRR0，=0x3FF5008LDRR1，0x01STRR1，[R0]

……

……END。在匯編語(yǔ)言程序中，用AREA偽指令定義一個(gè)段，并說(shuō)明所定義段的相關(guān)屬性，以上程序段中定義了一個(gè)名為Init的代碼段，屬性為只讀。ENTRY偽指令標(biāo)識(shí)程序的入口點(diǎn)，接下來(lái)為指令序列，程序的末尾為END偽指令。422．匯編語(yǔ)言的子程序調(diào)用在ARM匯編語(yǔ)言程序中，子程序的調(diào)用一般是通過(guò)BL指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其格式如下：

BL子程序名該指令在執(zhí)行時(shí)完成如下操作：將子程序的返回地址存放在連接寄存器（LR）中，同時(shí)將程序計(jì)數(shù)器（PC）指向子程序的入口點(diǎn)，當(dāng)子程序執(zhí)行完畢需要返回調(diào)用處時(shí)，只需要將存放在（LR）中的返回地址重新拷貝給PC即可。在調(diào)用子程序的同時(shí)，也可以完成參數(shù)的傳遞和從子程序返回運(yùn)算的結(jié)果，通?？梢允褂眉拇嫫鱎0至R3完成。43C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度快、編譯效率高、移植性好和可讀性強(qiáng)。C語(yǔ)言具有簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的處理功能，并可方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的直接操作。C語(yǔ)言支持模塊化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，支持自頂向下的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。因此C語(yǔ)言編寫的應(yīng)用軟件，可大大提高軟件的可讀性，縮短開發(fā)周期，便于系統(tǒng)的改進(jìn)和擴(kuò)充，這為開發(fā)大規(guī)模、高性能和高可靠性的應(yīng)用系統(tǒng)提供了基本保證。嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是利用基本的C語(yǔ)言知識(shí)，面向嵌入式工程實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)首先是C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，必須符合C語(yǔ)言基本語(yǔ)法。嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)又是面向嵌入式的應(yīng)用，因此就要利用C語(yǔ)言基本知識(shí)開發(fā)出面向嵌入式的應(yīng)用程序。如何能夠在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中熟練、正確的運(yùn)用C語(yǔ)言開發(fā)出高質(zhì)量的應(yīng)用程序，是學(xué)習(xí)嵌入式程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。4．2ARM嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)441．C語(yǔ)言的“預(yù)處理偽指令”在嵌入式程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在C語(yǔ)言源程序中常常加入一些“預(yù)處理命令”，可以改進(jìn)程序設(shè)計(jì)環(huán)境，提高編程效率，它雖然寫在源程序中，但不產(chǎn)生程序代碼，因此稱為預(yù)處理偽指令。

C語(yǔ)言所有預(yù)處理偽指令都是以#號(hào)開頭，以區(qū)別于源文件中的語(yǔ)句行與說(shuō)明行。預(yù)處理偽指令有以下三種：文件包含、宏定義和條件編譯。預(yù)處理偽指令有以下特點(diǎn)：把文件的正文替換進(jìn)來(lái)，如標(biāo)準(zhǔn)頭文件和自定義頭文件；對(duì)宏定義進(jìn)行宏擴(kuò)展，減少了編程量，改進(jìn)源程序的可讀性；條件編譯改善了編程的靈活性，也改善了可移植性。4．2．1嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)45

1）文件包含偽指令文件包含偽指令可將頭文件包含到程序中，頭文件中定義的內(nèi)容包括符號(hào)常量、復(fù)合變量原型、用戶定義的變量類型原型和函數(shù)的原型說(shuō)明等。指令格式如下：

#include<頭文件名．ｈ>；標(biāo)準(zhǔn)頭文件

#include“頭文件名．ｈ”；用戶自定義頭文件

#include宏標(biāo)識(shí)符文件包含偽指令舉例如下：

#include<string．ｈ>；標(biāo)準(zhǔn)頭文件

#include<stdio．ｈ>；標(biāo)準(zhǔn)頭文件本例中string．ｈ和stdio．ｈ是標(biāo)準(zhǔn)頭文件，按環(huán)境變量include指定的目錄順序搜索string．ｈ和stdio．ｈ。462）宏定義偽指令（1）簡(jiǎn)單宏。定義格式為：#define宏標(biāo)識(shí)符宏體。在定義宏時(shí)應(yīng)盡量避免使用C語(yǔ)言的關(guān)鍵字和預(yù)處理器的預(yù)定義宏。（2）參數(shù)宏。定義格式為：#define宏標(biāo)識(shí)符（形式參數(shù)表）宏體。使用參數(shù)宏時(shí)，形式參數(shù)表應(yīng)換為同樣個(gè)十的實(shí)參數(shù)表，這一點(diǎn)類似函數(shù)的調(diào)用。（3）條件宏定義。先測(cè)試是否定義過(guò)某個(gè)宏標(biāo)識(shí)符，然后決定如何處理。其定義格式如表4．2所示。（4）宏釋放。用于釋放原先定義的宏標(biāo)識(shí)符。經(jīng)釋放后的宏標(biāo)示符可再次用于定義其它宏體。其定義格式為：#undef宏標(biāo)識(shí)符。4748

3）條件編譯偽指令條件編譯偽指令是寫給編譯器的，指示編譯器在滿足某一條件時(shí)僅編譯源文件中與之相應(yīng)的比分。其格式如下：

#if（條件表達(dá)式1）．．．

#elif（條件表達(dá)式２）．．．

#elif（條件表達(dá)式ｎ）．．．

#else

．．．

#endif49

2．嵌入式程序設(shè)計(jì)中的函數(shù)及函數(shù)庫(kù)

1）函數(shù)的定義格式

[存儲(chǔ)格式說(shuō)明符]類型說(shuō)明符[修飾符]標(biāo)識(shí)符（參數(shù)表）{函數(shù)體}

其中：存儲(chǔ)格式說(shuō)明符有：static—靜態(tài)存儲(chǔ)類型，extern—外部存儲(chǔ)類型（全局）兩種。類型說(shuō)明符有：char，unsignedchar、int、unsigned、long、unsignedlong、float、double、longdouble、struct、union、void等幾種。若函數(shù)返回的是指針，在函數(shù)名前加“*”。標(biāo)識(shí)符有：函數(shù)名、*函數(shù)名—返回值是指針、（*函數(shù)名）—函數(shù)指針、*（*函數(shù)名））—標(biāo)識(shí)符是指針，返回值是指針等幾種。修飾符有：interrupt—為中斷函數(shù)，其返回類型和參數(shù)均必須為void、near—近調(diào)用（16位段內(nèi)地址）、far—遠(yuǎn)調(diào)用（32位段間地址）、huge—規(guī)范化調(diào)用（32位段間規(guī)范地址）等幾種。504．處理器寄存器到協(xié)處理器寄存器的數(shù)據(jù)傳送指令格式：MCR{條件}協(xié)處理器編號(hào)，操作碼1，源寄存器，目的寄存器1，目的寄存器2，操作碼2

用途：將ARM處理器寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到協(xié)處理器寄存器中，若協(xié)處理器不能成功完成操作，則產(chǎn)生未定義指令異常。其中協(xié)處理器操作碼1和協(xié)處理器操作碼2為協(xié)處理器將要執(zhí)行的操作，源寄存器為ARM處理器的寄存器，目的寄存器1和目的寄存器2均為協(xié)處理器的寄存器。例如：MCRP3，3，R0，C4，C5，6；該指令將ARM處理器寄存器R0中的數(shù)據(jù)傳送到協(xié)處理器P3的寄存器C4和C5中。51

2）函數(shù)庫(kù)介紹以前面已提到的用戶自定義頭文件“44blib．h”為例進(jìn)行說(shuō)明。該頭文件對(duì)程序開發(fā)中所用到的函數(shù)進(jìn)行了聲明，這些函數(shù)構(gòu)成了一個(gè)基本函數(shù)庫(kù)44blib.C，用于用戶的程序開發(fā)，它不屬于標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言。圖4．1是44blib.c文件的代碼結(jié)構(gòu)圖。從該圖可以看出，用戶如何根據(jù)自己開發(fā)板的硬件及功能模塊來(lái)編寫自定義函數(shù)庫(kù)。52圖4．144blib.c文件的代碼結(jié)構(gòu)圖53

3．嵌入式程序設(shè)計(jì)中常用的C語(yǔ)言語(yǔ)句

1）if條件語(yǔ)句（1）兩重選擇

if（條件表達(dá)式）語(yǔ)句1；else語(yǔ)句2；（2）多重選擇

if（條件表達(dá)式1）語(yǔ)句1；

elseif（條件表達(dá)式2）語(yǔ)句2；

elseif（條件表達(dá)式3）語(yǔ)句3；．．．

elseif（條件表達(dá)式n）語(yǔ)句n；54

2）switch/case語(yǔ)句

switch（開關(guān)表達(dá)式）｛case常量表達(dá)式1：[語(yǔ)句1；]case常量表達(dá)式2：[語(yǔ)句2；]

．．．．．．

case常量表達(dá)式n：[語(yǔ)句n；]default：[語(yǔ)句n+1；]

3）循環(huán)語(yǔ)句（1）for循環(huán)語(yǔ)句。

for（表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)式3）語(yǔ)句；（2）while語(yǔ)句。

whlie（條件表達(dá)式）語(yǔ)句；（3）dowhile語(yǔ)句。

do語(yǔ)句；

whlie（條件表達(dá)式）；55

4．嵌入式程序設(shè)計(jì)中C語(yǔ)言的變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)和聯(lián)合

1）變量定義格式為：[存儲(chǔ)類型]類型說(shuō)明符[修飾符]標(biāo)識(shí)符[=初值][，標(biāo)識(shí)符[=初值]]…；其中：類型說(shuō)明符：對(duì)于數(shù)字與字符，其類型共有9種：char，unsignedchar、int、unsigned、long、unsignedlong、float、double、longdouble。通過(guò)typedef來(lái)定義類型的別名。標(biāo)識(shí)符：變量，是不帶“*”的標(biāo)識(shí)符。指針，是帶有“*”的標(biāo)識(shí)符。存儲(chǔ)類型：auto---—自動(dòng)儲(chǔ)存的類型，是局部變量。register—寄存器儲(chǔ)存類型。extern—外部?jī)?chǔ)存類型。static—靜態(tài)儲(chǔ)存類型

56

賦初值部分：若初值缺省，則auto---儲(chǔ)存類型和register儲(chǔ)存類型的變量為隨機(jī)值；static儲(chǔ)存類型的變量被編譯器自動(dòng)清0；對(duì)于指針，無(wú)論什么存儲(chǔ)類型，一律為空指針（Null）修飾符：const—常量修飾符，指示被修飾的變量或變量指針是常量。volatile—易失性修飾符，說(shuō)明所定義的變量或指針，是可以被多種原因修改的。防止丟失任何一次這種修改，因此要把它修飾位易失性的變量。near、far—近、遠(yuǎn)修飾符，用于說(shuō)明訪問(wèn)內(nèi)存中變量在位置上的遠(yuǎn)近。

2）數(shù)組說(shuō)明

[存儲(chǔ)類類型]類型說(shuō)明符[修飾符]標(biāo)識(shí)符[=初始值][，標(biāo)識(shí)符[=初始值]]．．．；57

（1）一維數(shù)組。定義格式為：類型說(shuō)明符標(biāo)識(shí)符[常量表達(dá)式][={初值，初值，…}]；char標(biāo)識(shí)符[]=“字符串”；（2）一維指針數(shù)組和一維數(shù)組指針。定義格式為：一維指針數(shù)組：類型說(shuō)明符*標(biāo)識(shí)符[常量表達(dá)式][={地址，地址…}]；一維數(shù)組指針：類型說(shuō)明符（*標(biāo)識(shí)符）[][=數(shù)組標(biāo)識(shí)符]；（3）二維數(shù)組。定義格式為：類型說(shuō)明符標(biāo)識(shí)符[m][n][={{初值表}，{初值表}…}]；（4）二維指針數(shù)組。定義格式為：類型說(shuō)明符*標(biāo)識(shí)符[m][n][={{地址表}}，{地址表}}];

（5）二維數(shù)組指針。定義格式為：類型說(shuō)明符（*標(biāo)識(shí)符）[][n][=數(shù)組標(biāo)識(shí)符]；（6）多重指針。定義格式為：類型標(biāo)識(shí)符**標(biāo)識(shí)符[=＆指針]；583）結(jié)構(gòu)說(shuō)明（1）原型法方法一：聲明結(jié)構(gòu)類型的同時(shí)定義變量名，其定義格式如下：

[存儲(chǔ)類說(shuō)明符]struct[結(jié)構(gòu)原型名]{類型說(shuō)明符[，標(biāo)識(shí)符…]；類型說(shuō)明符[，標(biāo)識(shí)符…]；

…}標(biāo)識(shí)符[={初值表}][,標(biāo)識(shí)符{={初值表}…}

方法二：先聲明結(jié)構(gòu)類型再定義變量名，其定義格式如下：

struct結(jié)構(gòu)原型名

{類型說(shuō)明標(biāo)識(shí)符[，標(biāo)識(shí)符…]；

…}[存儲(chǔ)類說(shuō)明符]結(jié)構(gòu)原型名標(biāo)識(shí)符[={初值表}[,標(biāo)識(shí)符{={初值表}…}；59

（2）類型別名法。先為結(jié)構(gòu)原型名起別名，再用別名做定義說(shuō)明，其格式如下：

typedefstruct[結(jié)構(gòu)原型名]{類型說(shuō)明符標(biāo)識(shí)符[，標(biāo)識(shí)符…]；類型說(shuō)明符標(biāo)識(shí)符[，標(biāo)識(shí)符…]；

…}結(jié)構(gòu)別名

[存儲(chǔ)類說(shuō)明符]結(jié)構(gòu)別名標(biāo)識(shí)符[={初值表}[,標(biāo)識(shí)符{={初值表}…}；604）聯(lián)合說(shuō)明聯(lián)合是在內(nèi)村中定義的一段多種類型數(shù)據(jù)所共享的空間，空間的大小以最長(zhǎng)的類型為準(zhǔn)。（1）聲明聯(lián)合類型的同時(shí)定義變量名，其定義格式如下：

[存儲(chǔ)類說(shuō)明符]union[聯(lián)合原型名]{類型說(shuō)明符標(biāo)識(shí)符[，標(biāo)識(shí)符…]；類型說(shuō)明符標(biāo)識(shí)符[，標(biāo)識(shí)符…]；

…}標(biāo)識(shí)符={初值表}[，標(biāo)識(shí)符[={初值表}]…]

（2）先聲明聯(lián)合類型再定義變量名，其定義格式如下：

union結(jié)構(gòu)原型名

{類型說(shuō)明標(biāo)識(shí)符[，標(biāo)識(shí)符…]；

…}[存儲(chǔ)類說(shuō)明符]union結(jié)構(gòu)原型名標(biāo)識(shí)符[={初值表}[,標(biāo)識(shí)符{={初值表}…}；61

下面以S3VCE40開發(fā)板各功能模塊的整個(gè)測(cè)試程序?yàn)槔?，介紹基于ARM的嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。圖4．2是S3VCE40開發(fā)板各功能模塊的測(cè)試主程序組成結(jié)構(gòu)圖。從圖4．3可以看出：一個(gè)完整的成功的主文件包括以下一個(gè)組成部分：①包含頭文件：用#include指令將本文件所用到的頭文件包含到該程序中；②函數(shù)聲明：將本文件中定義的函數(shù)進(jìn)行函數(shù)聲明；③各種類型的變量、數(shù)組定義：定義本文件中用到的各種類型的外部變量及數(shù)組；④本文件中各個(gè)函數(shù)代碼的定義，其中必須包括一個(gè)主函數(shù)main（）。4．2．2嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)62圖4．2S3VCE40開發(fā)板各功能模塊的測(cè)試主程序組成結(jié)構(gòu)圖631．變量定義在變量聲明時(shí)，最好把所有相同類型的變量放在一塊定義，這樣可以優(yōu)化存儲(chǔ)器布局。變量定義中，為了精簡(jiǎn)程序，程序員總是竭力避免使用冗余變量。

2．參數(shù)傳遞為了使單獨(dú)編譯的C語(yǔ)言程序和匯編程序能夠相互調(diào)用，定義了統(tǒng)一的函數(shù)過(guò)程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)ATPCS。ATPCS定義了寄存器組中的{R0～R3}作為參數(shù)傳遞和結(jié)果返回寄存器。如果參數(shù)數(shù)目超過(guò)4個(gè)，則使用堆棧進(jìn)行傳遞。由于內(nèi)部寄存器的訪問(wèn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于存儲(chǔ)器，所以要盡量使參數(shù)傳遞在寄存器里面進(jìn)行。

3．循環(huán)條件在C語(yǔ)言中，常用下面累加計(jì)數(shù)的循環(huán)形式：for（loop=1；loop<=limit；loop++），而下面這種遞減計(jì)數(shù)的方法很少使用：for（loop=limit；loop！=0；loop--），但在ARM的體系結(jié)構(gòu)下編程，建議采用遞減至0的方法來(lái)設(shè)置循環(huán)條件。4．2．3嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)技巧64ATPCS即ARM-ThumbProcedureCallStandard。ATPCS規(guī)定了一些子程序之間調(diào)用的基本原則，這些基本規(guī)則包括子程序調(diào)用過(guò)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。幾種特定的子程序調(diào)用規(guī)則：支持?jǐn)?shù)據(jù)棧限制檢查的ATPCS，支持只讀段位置無(wú)關(guān)的ATPCS，支持可讀寫段位置無(wú)關(guān)的ATPCS，支持ARM程序Thumb程序混合使用的ATPCS，處理浮點(diǎn)運(yùn)算的ATPCS。有調(diào)用關(guān)系的所有子程序必須遵守同一種ATPCS。編譯器或者匯編器在ELF格式的目標(biāo)文件中設(shè)置相應(yīng)的屬性，標(biāo)識(shí)用戶選定的ATPCS類型。對(duì)應(yīng)不同類型的ATPCS規(guī)則，有相應(yīng)的C語(yǔ)言庫(kù)，連接器根據(jù)用戶指定的ATPCS類型鏈接相應(yīng)的C語(yǔ)言庫(kù)。4．3ARM匯編語(yǔ)言與C/C++的混合編程4．3．1ATPCS過(guò)程調(diào)用規(guī)范概述65

使用ADS的C語(yǔ)言編譯器編譯的C語(yǔ)言子程序滿足用戶指定的ATPCS類型。而對(duì)于匯編語(yǔ)言程序來(lái)說(shuō)，完全要依賴用戶來(lái)保證各子程序滿足選定的ATPCS類型。具體來(lái)說(shuō)，匯編語(yǔ)言子程序必須滿足下面3個(gè)條件：在子程序編寫時(shí)必須遵守相應(yīng)的ATPCS規(guī)則；數(shù)據(jù)棧的使用要遵守ATPCS規(guī)則；在匯編編譯器中使用-apcs選項(xiàng)。

1.基本ATPCS

基本ATPCS規(guī)定了在子程序調(diào)用時(shí)的一些基本規(guī)則，包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：各寄存器的使用規(guī)則及其相應(yīng)的名字，數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則，參數(shù)傳遞的規(guī)則。相對(duì)于其它類型的ATPCS，滿足基本ATPCS的程序的執(zhí)行速度更快，所占用的內(nèi)存更少。但是它不能提供以下的支持：ARM程序和Thumb程序的相互調(diào)用，數(shù)據(jù)以及代碼的位置無(wú)關(guān)的支持，子程序的可重入性，數(shù)據(jù)棧檢查的支持。而派生的其它幾種特定的ATPCS就是在基本ATPCS的基礎(chǔ)上再添加其它的規(guī)則而形成的，其目的就是提供上述的功能。662）數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則棧指針通常可以指向不同的位置。當(dāng)棧指針指向棧頂元素時(shí)，稱為FULL棧。當(dāng)棧指針指向與棧頂元素相鄰的一個(gè)元素時(shí)，成為Empty棧。數(shù)據(jù)棧的增長(zhǎng)方向也可以不同，當(dāng)數(shù)據(jù)棧向內(nèi)存減小的地址方向增長(zhǎng)時(shí)，稱為Descending棧；當(dāng)數(shù)據(jù)棧向著內(nèi)存地址增加的方向增長(zhǎng)是，成為Ascending棧。綜合這兩種特點(diǎn)可以有以下4種數(shù)據(jù)棧，即FD、ED、FA、EA。ATPCS規(guī)定數(shù)據(jù)棧為FD類型，并對(duì)數(shù)據(jù)棧的操作是8字節(jié)對(duì)齊的。1）寄存器的使用規(guī)則673）參數(shù)的傳遞規(guī)則根據(jù)參數(shù)個(gè)數(shù)是否固定，可以將子程序分為參數(shù)個(gè)數(shù)固定的子程序和參數(shù)個(gè)數(shù)可變的子程序。這兩種子程序的參數(shù)傳遞規(guī)則是不同的。（1）參數(shù)個(gè)數(shù)可變的子程序參數(shù)傳遞規(guī)則。對(duì)于參數(shù)個(gè)數(shù)可變的子程序，當(dāng)參數(shù)不超過(guò)4個(gè)時(shí)，可以使用寄存器R0~R3來(lái)進(jìn)行參數(shù)傳遞；當(dāng)參數(shù)超過(guò)4個(gè)時(shí)，還可以使用數(shù)據(jù)棧來(lái)傳遞參數(shù)。在參數(shù)傳遞時(shí)，將所有參數(shù)看做是存放在連續(xù)的內(nèi)存單元中的字?jǐn)?shù)據(jù)。然后，依次將各字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到寄存器R0，R1，R2，R3；如果參數(shù)多于4個(gè)，將剩余的字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)棧中，入棧的順序與參數(shù)順序相反，即最后的一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)先入棧。按照上面的規(guī)則，一個(gè)浮點(diǎn)型參數(shù)可以通過(guò)寄存器傳遞，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)棧傳遞，也可以一半通過(guò)寄存器傳遞，另一半通過(guò)數(shù)據(jù)棧傳遞。68

（2）參數(shù)個(gè)數(shù)固定的子程序參數(shù)傳遞規(guī)則。對(duì)于參數(shù)個(gè)數(shù)固定的子程序，參數(shù)傳遞與參數(shù)個(gè)數(shù)可變的子程序參數(shù)傳遞規(guī)則不同，如果系統(tǒng)包含浮點(diǎn)運(yùn)算的硬件部件，浮點(diǎn)參數(shù)將按照下面的規(guī)則傳遞：各個(gè)浮點(diǎn)參數(shù)按順序處理；為每個(gè)浮點(diǎn)參數(shù)分配FP寄存器；分配的方法是，滿足該浮點(diǎn)參數(shù)需要的且編號(hào)最小的一組連續(xù)的FP寄存器。第1個(gè)整數(shù)參數(shù)通過(guò)寄存器R0~R3來(lái)傳遞，其它參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)棧傳遞。（3）子程序結(jié)果返回規(guī)則當(dāng)結(jié)果為一個(gè)32位的整數(shù)時(shí)，可以通過(guò)寄存器R0返回。當(dāng)結(jié)果為一個(gè)64位的整數(shù)時(shí)，可以通過(guò)R0~R1返回，以此類推。當(dāng)結(jié)果為一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，可以通過(guò)浮點(diǎn)運(yùn)算部件的寄存器F0、D0或者S0來(lái)返回。當(dāng)結(jié)果為一個(gè)復(fù)合的浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，可以通過(guò)寄存器F0~Fn或者D0~Dn來(lái)返回。對(duì)于位數(shù)更多的結(jié)果，需要通過(guò)調(diào)用內(nèi)存來(lái)處傳遞。692．支持ARM程序和Thumb程序混合使用的ATPCS

在編譯或匯編時(shí)，使用/intework告訴編譯器或匯編器生成的目標(biāo)代碼遵守支持ARM程序和Thumb程序混合使用的ATPCS，它用在以下場(chǎng)合：程序中存在ARM程序調(diào)用Thumb程序的情況；程序中存在Thumb程序調(diào)用ARM程序的情況；需要鏈接器來(lái)進(jìn)行ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)切換的情況；在下述情況下使用選項(xiàng)nointerwork：程序中不包含Thumb程序；用戶自己進(jìn)行ARM程序和Thumb程序切換。需要注意的是：在同一個(gè)C/C++程序中不能同時(shí)有ARM指令和Thumb指令。70

在應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，若所有的編程任務(wù)都用匯編語(yǔ)言來(lái)完成，其工作量是可想而知的，同時(shí)，不利于系統(tǒng)升級(jí)或應(yīng)用軟件移植，事實(shí)上，ARM體系結(jié)構(gòu)支持C/C+與匯編語(yǔ)言的混合編程，在一個(gè)完整的程序設(shè)計(jì)當(dāng)中，除了初始化部分用ARM匯編語(yǔ)言完成以外，其主要的編程任務(wù)一般都用C/C++完成。

ARM匯編語(yǔ)言與C/C++的混合編程通常用以下幾種方式：（1）在C/C++代碼中嵌入?yún)R編指令。（2）在匯編程序和C/C++的程序之間進(jìn)行變量的互訪。（3）匯編程序、C/C++程序間的相互調(diào)用。在實(shí)際的編程設(shè)計(jì)中，使用較多的方式是：程序的初始化部分用匯編語(yǔ)言完成，然后用C/C++完成主要的編程任務(wù)，程序在執(zhí)行時(shí)首先完成初始化過(guò)程，然后跳轉(zhuǎn)到C/C++程序代碼中，匯編程序和C/C++程序之間一般沒(méi)有參數(shù)的傳遞，也沒(méi)有頻繁的相互調(diào)用，因此，整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)顯得相對(duì)簡(jiǎn)單，容易理解。4．3．2匯編語(yǔ)言與C/C++的混合編程711.從匯編程序訪問(wèn)C全局變量在使用嵌入式匯編時(shí)，有可能涉及匯編程序和C/C++的程序之間的數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題，怎樣從嵌入式匯編程序中獲取訪問(wèn)C/C++程序中的全局變量？在通常情況下，可以訪問(wèn)全局變量的地址單元。要訪問(wèn)一個(gè)全局變量，應(yīng)該先使用IMPORT偽指令引入這個(gè)全局變量，并利用LDR和STR指令根據(jù)全局變量的地址訪問(wèn)它們。對(duì)于不同類型的變量，需要采用不同選項(xiàng)的LDR和STR指令。下面例子是一個(gè)匯編代碼的函數(shù)，它讀取全局變量globval，將其加1后寫回。AREAglobals，CODE，READONLY；聲明代碼段globals，只讀屬性EXPORTasmsubroutine；可以被外部引用IMPORTglobval；聲明引用外部變量globvalasmsubroutineLDRR1，=globval；加載變量地址LDRR0，[R1]；讀出數(shù)據(jù)ADDR0，R0，#1；加1操作STRR0，[R1]；保存變量MOVPC，LR；返回調(diào)用處END722.匯編程序調(diào)用C程序匯編程序的設(shè)計(jì)要遵守基本的ATPCS規(guī)則，一邊正確使用數(shù)據(jù)棧和預(yù)定義的寄存器。在匯編語(yǔ)言程序中應(yīng)該使用IMPORT偽操作來(lái)聲明要引用的C語(yǔ)言程序，并通過(guò)BL指令來(lái)調(diào)用子程序。下面是匯編程序調(diào)用C程序的例子。以下是匯編語(yǔ)言程序調(diào)用C程序的示例，匯編語(yǔ)言調(diào)用C語(yǔ)言程序所寫的函數(shù)g，以求出5個(gè)特定整數(shù)的和。//在C語(yǔ)言程序中，g（）返回5個(gè)整數(shù)a，b，c，d，e的和intg（inta，intb，intc，intd，inte）{returna+b+c+d+e；}73在下面的匯編語(yǔ)言程序中，調(diào)用C程序計(jì)算5個(gè)整數(shù)R0，2R0，3R0，4R0，5R0的和EXPORTf；聲明f可以被外部引用AREAf，CODE，READONLY；聲明代碼段f，只讀屬性IMPORTg；聲明引用函數(shù)g()STRLR，[SP，#-4]!；保存返回地址ADDR1，R0，R0；R1=2R0ADDR2，R1，R0；R2=3R0ADDR3，R1，R2；R3=5R0STRR3，[SP，#-4]!；把R3=5R0存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)棧中ADDR3，R1，R1；R3=4R0BLg