ARM嵌入式C与汇编混合编程实践：初始化、字符串拷贝与排序

“C语言与汇编语言混合编程的实验，旨在让学习者掌握ARM嵌入式环境下的C语言编程、嵌入式汇编编程以及两者之间的交互调用。实验包括初始化堆栈、字符串拷贝和冒泡排序等功能的实现。” 在嵌入式系统开发中，C语言与汇编语言混合编程是一种常见的实践，特别是在ARM架构的嵌入式系统中。这样的混合编程可以充分利用C语言的高级抽象和汇编语言的高效性能。以下是关于这一主题的详细知识： 1. **ARM嵌入式C语言编程**：C语言是嵌入式开发的标准语言，它提供了丰富的库函数和结构化编程能力。在ARM平台上，C编译器会生成针对ARM指令集的机器代码，使得开发者可以编写跨平台的程序。理解和掌握ARM架构的指令集以及C语言如何映射到这些指令上对于优化性能至关重要。 2. **嵌入式汇编（Inline Assembly）**：Inline Assembly允许在C程序中直接插入汇编代码，提供对硬件的直接访问，以实现特定的低级操作或性能关键的代码段。在ARM平台上，汇编语言可以直接操作寄存器，如R0-R15，以及控制处理器状态，如通过修改CPSR（Current Program Status Register）来改变处理器模式。 3. **C与汇编调用规则**：当C语言程序调用汇编函数或反之时，需要遵循特定的规则。例如，参数传递通常通过寄存器进行，返回值可能在R0寄存器中。此外，调用者必须负责清理栈帧，除非被调用的函数声明为`__attribute__((naked))`或使用特定的汇编语法来指示清理责任。 实验内容涉及的具体技术： - **初始化程序**：初始化程序通常在系统启动时运行，设置堆栈指针（SP）是其中的关键步骤。实验中的代码示例展示了如何在不同的处理器模式（如FIQ、IRQ和USR模式）下设置堆栈指针，这有助于管理中断服务和保护上下文。 - **字符串拷贝**：通过汇编语言实现字符串拷贝可以提高效率，尤其是对于小规模数据。实验中的`str_cpy`子程序使用LDR和STR指令逐个读写内存，通过循环实现字符串的复制。 - **冒泡排序**：冒泡排序是一种基础排序算法，虽然效率较低，但易于理解。在汇编语言中实现冒泡排序可以深入理解数据处理流程。实验中可能要求使用汇编代码对字符数组进行排序，这需要理解ASCII码值和比较操作。 至于实验的思考问题，GNU编译环境和ADS（ARM Development Studio）的混合编程区别主要在于编译工具链、链接器脚本、调试工具以及可能的ABI（Application Binary Interface）差异。GNU工具链更通用且开源，而ADS是专为ARM设计的商业集成开发环境，可能提供更针对性的优化和支持。