cortexM c语言和汇编嵌套编程

编程环境是：stm32cubeIde 

原因：很多操作需要使用底层来做，比如中断时的上下文数据保存。也就是说用到汇编来实现。

疑问：c语言怎么才能跟汇编很好的兼容在一起呢？必将是我下一步的必经探索之路了。

一、C语言和汇编兼容格式

          asm(    汇编字符串   :  输出约束字符串   :  输入约束字符串   : 可能被使用了的寄存器   );

汇编字符串：

        "mov   %[c] , r0 "   "mov  r0,r1"     "add  %[c] , %[a], %[b] "

输出约束操作（可以类比函数的返回值）：

        [c] "r"(c)   

输入约束操作 （可以类比函数的参数）：

                                                                [a] "r"(a), [b] "r"(b) 

可能被使用了的寄存器 （有的地方叫被破坏了的寄存器）:

"r0"  "r1"

二、解释一下约束符

• 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。
• 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"(c)表示将一个通用寄存器的值赋给变量 c.
• 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。 

三、操作数约束符

• "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。

四、寄存器约束符

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。

五、案例

1、加法

#include <stdio.h>

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

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

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

 我们使用ADD指令将变量a和b相加，并将结果存储在变量  c 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"( c )将寄存器映射到变量 c 。

2、数组求和

#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
                :         //若是省略也必须有冒号
                : [array] "r"(array),
                  [length] "r"(length)
                : "r0", "r1", "r2", "cc"
            );

        asm( "mov  %[sum],r1":[sum] "=r"(r1) );

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

        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。