淺談C、C++ 和 ARM 匯編語(yǔ)言之間的調(diào)用

12.4 C‘ target=’_blank‘ style=’cursor:pointer;color：#D05C38;text-decoration:underline;‘》C、C++ 和 ARM 匯編語(yǔ)言之間的調(diào)用
　　本節(jié)提供一些示例，顯示如何從C++調(diào)用C和匯編語(yǔ)言代碼，以及從C和匯編語(yǔ)言調(diào)用 C++ 代碼。其中包括調(diào)用約定和數(shù)據(jù)類型。主要包括下面內(nèi)容：
　　· 相互調(diào)用的一般規(guī)則；
　　· C++語(yǔ)言的特定信息；
　　· 調(diào)用示例。
　　只要遵循正確的過(guò)程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)AAPCS，就可以混合調(diào)用C、C++和匯編語(yǔ)言例程。有關(guān) AAPCS 的更多信息，請(qǐng)參閱ARM相關(guān)文檔。
　　12.4.1 相互調(diào)用的一般規(guī)則
　　以下一般規(guī)則適用于C、C++和匯編語(yǔ)言之間的調(diào)用。有關(guān)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱ARM開(kāi)發(fā)相關(guān)文檔。
　　嵌入式匯編程序以及其與ARM嵌入式應(yīng)用程序二進(jìn)制接口（BSABI，Application Binary Interface for the ARM Architecture）的兼容使得混合語(yǔ)言編程更易于實(shí)現(xiàn)。它們可提供以下功能：
　　· 使用__cpp關(guān)鍵字進(jìn)行名稱延伸；
　　· 傳遞隱含this參數(shù)的方式；
　　· 調(diào)用虛函數(shù)的方式；
　　· 引用的表示；
　　· 具有基類或虛成員函數(shù)的C++類的類型布局；
　　· 非POD（Plain Old Data）結(jié)構(gòu)的類對(duì)象傳遞。
　　以下一般規(guī)則適用于混合語(yǔ)言編程：
　　· 使用C調(diào)用約定。
　　· 在C++中，非成員函數(shù)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(shù)的符號(hào)未延伸。C鏈接可以用于以一種語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)函數(shù)，然后用另一種語(yǔ)言調(diào)用它。
　　· 匯編語(yǔ)言模塊所必須符合的AAPCS調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)適合于應(yīng)用程序所使用的存儲(chǔ)器模型。
　　以下規(guī)則適用于從C和匯編語(yǔ)言調(diào)用C++函數(shù)：
　　· 要調(diào)用全局（非成員）C++函數(shù)，應(yīng)將它聲明為extern “C”，以提供C鏈接。
　　· 成員函數(shù)（靜態(tài)和非靜態(tài)）總是有已延伸的名稱。使用嵌入式匯編程序的__cpp關(guān)鍵字，可以不必手工尋找已延伸的名稱。
　　· 不能從C調(diào)用C++內(nèi)聯(lián)函數(shù)，除非確保C++編譯器生成了函數(shù)的外聯(lián)副本。例如，取得函數(shù)地址將導(dǎo)致生成外聯(lián)副本。
　　· 非靜態(tài)成員函數(shù)接受隱含this參數(shù)作為r0中的第一個(gè)自變量，或作為r1中第二個(gè)自變量（如果函數(shù)返回非int類結(jié)構(gòu)）。靜態(tài)成員函數(shù)不接受隱含this參數(shù)。
　　12.4.2 C++的特定信息
　　本節(jié)主要介紹一些專門適用于C++的內(nèi)容。
　?。?）C++調(diào)用約定
　　ARM C++使用與ARM C相同的調(diào)用約定，但在下面的情況下，調(diào)用規(guī)則有所不同：
　　· 調(diào)用非靜態(tài)成員函數(shù)時(shí)，隱含的this參數(shù)是第一個(gè)自變量，或者是第二個(gè)自變量（如果被調(diào)用函數(shù)返回非int類的struct）。這可能在將來(lái)的版本中有所變化。
　?。?）C++數(shù)據(jù)類型
　　ARM C++使用與ARM C相同的數(shù)據(jù)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(duì)象沒(méi)有基類或虛函數(shù)，則它們的布局與ARM C相同。如果這樣的struct沒(méi)有用戶定義的復(fù)制賦值運(yùn)算符或用戶定義的析構(gòu)函數(shù)，則它是POD結(jié)構(gòu)。
　　· 引用表示為指針。
　　· C函數(shù)指針和C++（非成員）函數(shù)指針沒(méi)有區(qū)別。
　?。?）符號(hào)名稱延伸
　　鏈接程序?qū)⑷∠畔⒅蟹?hào)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(jīng)完成此操作。詳細(xì)信息請(qǐng)參閱ARM相關(guān)文檔。
　　12.4.3 混合編程調(diào)用舉例
　　匯編程序、C程序以及C++程序相互調(diào)用時(shí)，要特別注意遵守相應(yīng)的AAPCS。下面一些例子具體說(shuō)明了在這些混合調(diào)用中應(yīng)注意遵守的AAPCS規(guī)則。這些示例程序默認(rèn)為使用非軟件棧檢查的ATPCS規(guī)則，因?yàn)樗鼈儓?zhí)行棧操作時(shí)不檢查棧溢出。
　?。?）從C調(diào)用匯編語(yǔ)言
　　下面的程序顯示如何在C程序中調(diào)用匯編語(yǔ)言子程序，該段代碼實(shí)現(xiàn)了將一個(gè)字符串復(fù)制到另一個(gè)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(shù)組進(jìn)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(diào)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(jié)并更新源字符串指針地址
　　STRB r2， ［r0］，#1 ;存儲(chǔ)字節(jié)并更新目的字符串指針地址
　　CMP r2， #0 ;判斷是否為字符串結(jié)尾
　　BNE strcopy ;如果不是，程序跳轉(zhuǎn)到strcopy繼續(xù)拷貝
　　MOV pc，lr ;程序返回
　　END
　　按以下步驟從命令行編譯該示例：
　?、?輸入armasm -g scopy.s編譯匯編語(yǔ)言源代碼。
　?、?輸入armcc -c -g strtest.c編譯C源代碼。
　?、?輸入armlink strtest.o scopy.o -o strtest鏈接目標(biāo)文件。
　?、?將ELF/DWARF2兼容調(diào)試器與相應(yīng)調(diào)試目標(biāo)配合使用，運(yùn)行映像。
　?。?）匯編語(yǔ)言調(diào)用C程序
　　下面的例子顯示了如何從匯編語(yǔ)言調(diào)用C程序。
　　下面的子程序段定義了C語(yǔ)言函數(shù)。
　　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(yǔ)言調(diào)用。假設(shè)程序進(jìn)入f時(shí)，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(jì)算2*i（第2個(gè)參數(shù)）
　　ADD r2， r1， r0 // 計(jì)算3*i（第3個(gè)參數(shù)）
　　ADD r3， r1， r2 // 計(jì)算5*i
　　STR r3， ［sp， #-4］！ // 第五個(gè)參數(shù)通過(guò)堆棧傳遞
　　ADD r3， r1， r1 // 計(jì)算4*i（第4個(gè)參數(shù)）
　　BL g // 調(diào)用C程序
　　ADD sp， sp， #4 // 從堆棧中刪除第5個(gè)參數(shù)
　　LDR pc， ［sp］， #4 // 返回
　　END
　?。?）從C++調(diào)用C
　　下面的例子顯示了如何從C++程序中調(diào)用C函數(shù)。
　　下面的C++程序調(diào)用了C程序。
　　struct S { // 本結(jié)構(gòu)沒(méi)有基類和虛函數(shù)
　　S（int s）：i（s） { }
　　int i;
　　};
　　extern “C” void cfunc（S *）;
　　// 被調(diào)用的C函數(shù)使用extern“C”聲明
　　int f（）{
　　S s（2）; // 初始化 ’s‘
　　cfunc（&s）; // 調(diào)用C函數(shù) ’cfunc‘ 將改變 ’s‘
　　return si*3;
　　}
　　下面顯示了被調(diào)用的C程序代碼。
　　struct S {
　　int i;
　　};
　　void cfunc（struct S *p） {
　　/*定義被調(diào)用的C功能 */
　　p-》i += 5;
　　}
　?。?）從C++中調(diào)用匯編
　　下面的例子顯示了如何從C++中調(diào)用匯編程序。
　　下面的例子為調(diào)用匯編程序的C++代碼。
　　struct S { // 本結(jié)果沒(méi)有基類和虛擬函數(shù)
　　//
　　S（int s） ： i（s） { }
　　int i;
　　};
　　extern “C” void asmfunc（S *）; // 聲明被調(diào)用的匯編函數(shù)
　　int f（） {
　　S s（2）; // 初始化結(jié)構(gòu)體 ’s‘
　　asmfunc（&s）; // 調(diào)用匯編子程序 ’asmfunc‘
　　return s.i * 3;
　　}
　　下面是被調(diào)用的匯編程序。
　　PRESERVE8
　　AREA Asm， CODE
　　EXPORT asmfunc
　　asmfunc // 被調(diào)用的匯編程序定義
　　LDR r1， ［r0］
　　ADD r1， r1， #5
　　STR r1， ［r0］
　　MOV pc， lr
　　END
　?。?）從C中調(diào)用C++
　　下面的例子顯示了如何從C++代碼中調(diào)用C程序。
　　下面的代碼顯示了被調(diào)用C++代碼。
　　struct S { // 本結(jié)構(gòu)沒(méi)有基類和虛擬函數(shù)
　　S（int s） ： i（s） { }
　　int i;
　　};
　　extern “C” void cppfunc（S *p） {
　　// 定義被調(diào)用的C++代碼
　　// 連接了C功能
　　p-》i += 5; //
　　}
　　調(diào)用了C++代碼的C函數(shù)。
　　struct S {
　　int i;
　　};
　　extern void cppfunc（struct S *p）;
　　/* 聲明將會(huì)被調(diào)用的C++功能 */
　　int f（void） {
　　struct S s;
　　s.i = 2; /* 初始化S */
　　cppfunc（&s）; /* 調(diào)用cppfunc函數(shù)，該函數(shù)可能改變S的值 */
　　return s.i * 3;
　　}
　?。?）從匯編中調(diào)用C++程序
　　下面的代碼顯示了如何從匯編中調(diào)用C++程序。
　　下面是被調(diào)用的C++程序。
　　struct S { // 本結(jié)構(gòu)沒(méi)有基類和虛擬函數(shù)
　　S（int s） ： i（s） { }
　　int i;
　　};
　　extern “C” void cppfunc（S * p） {
　　// 定義被調(diào)用的C++功能
　　// 功能函數(shù)體
　　p-》i += 5;
　　}
　　在匯編語(yǔ)言中，聲明要調(diào)用的C++功能，使用帶連接的跳轉(zhuǎn)指令調(diào)用C++功能。
　　AREA Asm， CODE
　　IMPORT cppfunc ;聲明被調(diào)用的 C++ 函數(shù)名
　　EXPORT f
　　f
　　STMFD sp！，{lr}
　　MOV r0，#2
　　STR r0，［sp，#-4］！ ;初始化結(jié)構(gòu)體
　　MOV r0，sp ;調(diào)用參數(shù)為指向結(jié)構(gòu)體的指針
　　BL cppfunc ;調(diào)用C++功能’cppfunc‘
　　LDR r0， ［sp］， #4
　　ADD r0， r0， r0，LSL #1
　　LDMFD sp！，{pc}
　　END
　?。?）在C和C++函數(shù)間傳遞參數(shù)
　　下面的例子顯示了如何在C和C++函數(shù)間傳遞參數(shù)。
　　下面的代碼為C++函數(shù)。
　　extern “C” int cfunc（const int&）;
　　// 聲明被調(diào)用的C函數(shù)
　　extern “C” int cppfunc（const int& r） {
　　// 定義將被C調(diào)用的C++函數(shù)
　　return 7 * r;
　　}
　　int f（） {
　　int i = 3;
　　return cfunc（i）; // 相C函數(shù)傳參
　　}
　　下面為C函數(shù)。
　　extern int cppfunc（const int*）;
　　/* 聲明將被調(diào)用的C++函數(shù) */
　　int cfunc（const int *p） {
　　/*定義被C++調(diào)用的C函數(shù)*/
　　int k = *p + 4;
　　return cppfunc（&k）;
　　}
　?。?）從C或匯編語(yǔ)言調(diào)用C++
　　下面的例子綜合顯示了如何從C或匯編語(yǔ)言中調(diào)用非靜態(tài)、非虛的C++成員函數(shù)?？梢允褂镁幾g器編譯出的匯編程序查找已延伸的函數(shù)名。
　　下面是被調(diào)用的C++成員函數(shù)。
　　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(diào)用的C++功能函數(shù)
　　extern “C” int cfunc（T*）;
　　// 聲明將被C++調(diào)用的C函數(shù)
　　int f（） {
　　T t（5）; // create an object of type T
　　return cfunc（&t）;
　　}
　　下面為調(diào)用C++的C語(yǔ)言函數(shù)。
　　struct T;
　　extern int _ZN1T1fEi（struct T*， int）;
　　/* 被調(diào)用的C++函數(shù)名 */
　　int cfunc（struct T* t） {
　　/* 定義被C++調(diào)用的C函數(shù) */
　　return 3 * _ZN1T1fEi（t， 2）; /* 實(shí)現(xiàn)3乘以t-》f（2）功能 */
　　}
　　下面為調(diào)用C++的匯編函數(shù)。
　　EXPORT cfunc
　　AREA foo， CODE
　　IMPORT _ZN1T1fEi
　　cfunc
　　STMFD sp！，{lr} ;此時(shí)r0已經(jīng)包含了指向?qū)ο蟮闹羔?br /> 　　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(yǔ)言實(shí)現(xiàn)上面的例子。在此例中，使用 __cpp 關(guān)鍵字引用該函數(shù)。因此，用戶不必了解已延伸的函數(shù)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(diào)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(chuàng)建T類型的對(duì)象
　　return asm_func（&t）;
　　}
?