C与汇编深入分析

1、汇编怎么调用C语言

1.1、直接调用

bl main

1.2、想传参数怎么办？

(1)在arm中有个ATPCS规则：ARM-THUMB procedure call standard（ARM-Thumb过程调用标准）。 约定r0-r15寄存器的用途：

• r0-r3：调用者和被调用者之间传参数。
• r4-r11：函数可能被使用，所以在函数的入口保存它们，在函数的出口恢复它们。

(2)示例代码：

int delay(unsigned int d)
{while (d--);return 0;
}

在汇编里调用delay：

ldr  r0, =1000000   /* 给delay函数传参数，保存在r0里 */
bl delay
cmp r0, #0          /* 返回值保存在r0中，比较返回值是否为0 */

1.3、寄存器与栈

(1)栈的作用：函数调用时，保存现场；函数返回时，恢复现场。

(2)函数传参和返回值会用到如上寄存器和栈。

2、程序下载到Flash中

2.1、反汇编示例

2.2、烧写在Flash上的内容

地址	Flash内容
0x08000000	00000000
0x08000004	08000009
0x08000008	f8dfd004
0x0800000c	f000f80c
0x08000010	20010000
0x08000014	bf00b501
0x08000018	1e419800
……	……

3.3、启动流程

上电后：

• 设置栈：CPU会从0x08000000读取值，用来设置SP(我们的程序里再次设置了SP)
• 跳转：CPU从0x08000004得到地址值，根据它的BIT0切换为ARM状态或Thumb状态，然后跳转
  • 对于cortex M3/M4，它只支持Thumb状态，所以0x08000004上的值bit0必定是1
  • 0x08000004上的值 = Reset_Handler + 1
• 从Reset_Handler继续执行

3、汇编启动代码分析

(1)PRESERVE8

• 解释：告诉汇编器当前文件保持 8 字节对齐，符合 ARM 的 AAPCS（ARM 架构过程调用标准）要求。
• 作用：确保函数调用时栈是 8 字节对齐的，避免某些指令出错。

(2)THUMB

• 解释：告诉汇编器接下来的代码是 THUMB 指令集（16 位压缩指令集），而不是 ARM 指令集（32 位）。
• 作用：Cortex-M 系列只支持 THUMB 指令集，所以必须加这一句。

(3)AREA    RESET, DATA, READONLY

• 解释：定义一个名为 RESET 的数据段，属性是只读（READONLY）。
• 作用：这个段通常用来存放中断向量表（Vector Table），它会被链接器放到 Flash 的起始地址（0x00000000）。

(4)EXPORT  __Vectors

• 解释：把 __Vectors 这个符号导出，让链接器或其他文件可以引用它。
• 作用：链接器需要知道这个向量表的位置，以便正确放置到 Flash 开头。

(5)DCD     0

• 解释：在向量表中定义第一个条目：初始主堆栈指针（MSP）的值。
• 作用：芯片上电后，CPU 会自动把这里的值加载到 MSP 寄存器（R13寄存器）。实际使用中应该改成 RAM 顶地址，否则程序会崩溃。

(6)DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler

• 解释：定义向量表的第二个条目：复位中断向量。
• 作用：芯片复位后，CPU 会跳转到 Reset_Handler 这个函数执行。

(7)AREA |.text|, CODE, READONLY

• 解释：定义一个名为 .text 的代码段，属性是只读。
• 作用：接下来的代码会被放到 Flash 中，作为程序指令。

(8)Reset_Handler   PROC

• 解释：定义一个名为 Reset_Handler 的函数（过程）。
• 作用：这是芯片复位后执行的第一个函数，负责初始化系统并跳转到 main()。
• PORC：告诉汇编器“一个函数从这里开始，与ENDP相对应

(9)EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]

• 解释：把 Reset_Handler 导出为弱符号（weak symbol）。
• 作用：允许用户在其它文件中重新定义 Reset_Handler，覆盖这个默认版本。

(10)IMPORT  main

• 解释：告诉汇编器 main 是一个外部符号（在 C 文件中定义）。
• 作用：以便后面用 BL main 跳转到 C 程序的入口。

(11)LDR SP, =(0x20000000+0x30000)

• 解释：设置主堆栈指针（MSP）为 0x20030000。
• 作用：0x20000000 是 SRAM 起始地址，+0x30000 表示栈顶地址为 192KB 偏移（具体取决于芯片 SRAM 大小）。
• 注意： 如果芯片没有这么多 SRAM，这个值会出错。

(12)BL main

• 解释：调用 C 语言的 main() 函数。
• 作用：进入用户程序入口，开始执行应用逻辑。

(13)ENDP：告诉汇编器：这个函数到这里结束 。

(14)END：告诉汇编器：文件结束。

                PRESERVE8THUMB; Vector Table Mapped to Address 0 at ResetAREA    RESET, DATA, READONLYEXPORT  __Vectors__Vectors       DCD     0                  DCD     Reset_Handler              ; Reset HandlerAREA    |.text|, CODE, READONLY; Reset handler
Reset_Handler   PROCEXPORT  Reset_Handler             [WEAK]IMPORT  mainLDR SP, =(0x20000000+0x30000)BL mainENDP END

参考资料：

• https://blog.csdn.net/weixin_42727214/article/details/154121558?spm=1011.2415.3001.5331