【原】嵌入式开发：读懂C语言封装的汇编很重要

开心果NeedCar 2023-06-21 发布于上海

展开全文

汽车嵌入式开发的小伙伴，在实际的工程项目中，或多或少地能看到汇编语言的影子。这里，我不推崇一定学会汇编语言，因为汇编语言不像C语言（高级语言）那样，编写一个功能模块，可以复用到不同的硬件平台，即：汇编语言没有可移植性。

但是我们要学会读懂汇编语言。编译器强大的优化能力，使得C语言和汇编语言的执行效率相差无几，所以我们不必刻意追求写汇编语言。开发过程中，我们确实会阅读到使用__asm()封装相关代码，里面的汇编语言是否困扰过你？让你无从继续阅读，甚至不能理解代码？本文，谈一下个人阅读汇编代码的一点总结。

C语言内联汇编

常说道：“磨刀不误砍柴工”，阅读汇编语言代码也是一样。首先：先明确使用的编译器和芯片类型。使用的编译器不同，支持的汇编指令可能有所不同，使用的芯片不同，其内核架构也有所不同。

对于Aurix芯片，多数会使用HighTec和Tasking编译器。本文以HighTec编译器、英飞凌TC3xx芯片为例，聊一聊C语言内联汇编。

1、C语言内联汇编格式

使用Tasking编译器，C语言内联汇编的格式如下所示：

__asm( "instruction_template" [ : output_param_list [ : input_param_list [ : register_reserve_list]]] );

使用HighTec编译器，C语言内敛汇编的格式如下所示：

asm (<assembly language template>: <output operands>: <input operands>: <clobber list>);

如上两个编译器的asm()语句格式类似，本文讨论HighTec编译器的asm()汇编格式，其他编译器，可以触类旁通。

assembly language template是必须要实现的操作。output operands、input operands、clobber list这三个选项是可选的，即：可以用，也可以不用，根据要实现的功能决定。

提示：clobber list干啥的呢？答：clobber list内包含的寄存器不要操作。

2、HighTec编译器对应的asm()汇编实例

实例一：对两个uint16类型的输入参数进行加法计算，示例代码如下所示：

uint32 Add_TwoNum(uint16 var1, uint16 var2){    uint32 ret;
    asm ("add %0, %1, %2" "\n\t"    : "=d" (ret) : "d" (var1),"d" (var2) : "a11","d15");
    return ret;}

解释：

asm是内联汇编的关键字，()内是要编写的汇编内容；
%0表示使用到的第一个数据寄存器，即：将第一个数据寄存器的内容输出到ret变量中。寄存器编号顺序：从左到右，下标0开始，依次编号；
assembly language template对应"add %0, %1, %2" "\n\t"，add是加法汇编指令，%0 %1 %2对应用到的通用数据寄存器编号，这里用到了3个数据寄存器。\n换行符，\t空格符；
output operand对应"=d" (ret)，d：data register，这里使用第一个数据寄存器，编号为0，=表示输出；
input operands对应"d" (var1),"d" (var2)，这里使用第二个和第三个数据寄存器，编号1和2。TriCore的数据寄存器一共有15个；
clobber list对应"a11","d15"，意思是使用数据寄存器和地址寄存器的时候，a11和d15寄存器不要用。TriCore一共有15个地址寄存器。

实例二：获取A11和D15寄存器信息，实例代码如下所示：

void GetA11D15Reg_Info(uint32* info){    __asm__ __volatile__ (    "mov.d %0,%%a11\n\t"    "mov   %1,%%d15\n\t"    : "=d" (info[0]), "=d" (info[1]):: "a11","d15");}

解释：

%%a11，这里使用了双%，这是HighTec手册的规定，对于已知寄存器操作时，使用双%；
mov.d %0,%%a11，意思：将a11寄存器存储的地址移动到编号为0的数据寄存器中（d0），之后d0将存储的地址内容输出给参数info[0]；
mov %1,%%d15，意思：将d15寄存器中的数据移动到编号为1的数据寄存器中（d1），之后d1将存储的地址内容输出给参数info[01]。

注意：A[11]和D[15]寄存器中存储的信息有助于排查项目中遇到的Bug，A[11]中存储Return Address，即：当函数调用或者中断执行完成后，返回地址。尤其程序发生Trap时，可以通过A[11]寄存器快速定位问题发生的位置。D[15]记录TIN（Trap Identification Number），即：Trap发生时的异常识别号，以便于知道Trap发生的原因。

汇编指令很多，本文不逐一介绍，本文想表达：学会阅读汇编指令。用到的时候去查手册，弄清楚Code要表达的意思，不困惑。