将C代码转换为ARM Cortex M3汇编代码

时间:2014-01-24 20:35:32

标签: assembly arm cortex-m3

我有以下c函数

int main_compare (int nbytes, char *pmem1, char *pmem2){
    for(nbytes--; nbytes>=0; nbytes--) {    
        if(*(pmem1+nbytes) - *(pmem2+nbytes) != 0) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

我希望将其转换为ARM - Cortex M3 - 汇编代码。我对此并不擅长,而且我没有合适的编译器来测试我是否做得对。但到目前为止,我的目标已经到来了

byte_cmp_loop PROC
; assuming: r0 = nbytes, r1=pmem1, r2 = pmem2

    SUB R0, R0, #1    ; nBytes - 1 as maximal value for loop counter

_for_loop: 
    ADD R3, R1, R0    ;
    ADD R4, R2, R0    ; calculate pmem + n
    LDRB R3, [R3]     ;
    LDRB R4, [R4]     ; look at this address

    CMP R3, R4        ; if cmp = 0, then jump over return

    BE _next          ; if statement by "branch"-cmd
        MOV R0, #0    ; return value is zero
        BX LR         ; always return 0 here
_next:

    sub R0, R0, #1    ; loop counting
    BLPL _for_loop    ; pl = if positive or zero

    MOV R0, #1        ;
    BX LR             ; always return 1 here

ENDP

但我真的不确定,如果这是对的,但我不知道如何检查....

2 个答案:

答案 0 :(得分:2)

我在那里看到了3个相当简单的问题:

BE _next          ; if statement by "branch"-cmd
...
sub R0, R0, #1    ; loop counting
BLPL _for_loop    ; pl = if positive or zero
  • BEQ,而不是BE - 条件代码总是2个字母。
  • SUB不会更新标志 - 您需要后缀来表示即SUBS
  • BLPL将进行分支和链接,从而覆盖您的返回地址 - 您需要BPL。实际上,BLPL无论如何都不会聚集在这里,因为在Thumb中,条件BL需要IT来设置它(除非您的汇编程序非常聪明,可以自动插入一个)

编辑:在原始代码和我的示例中使用R4当然也有一个更普遍的问题 - 如果您与C代码接口,原始值必须在函数调用中保留并在之后恢复(R0 - R3是指定的参数/临时寄存器,可以自由修改)。如果您使用的是纯粹的程序集,则不一定需要遵循标准的调用约定,因此可以更灵活。


现在,这是C代码的文字表示,并没有充分利用指令集 - 特别是索引寻址模式。汇编编程的一个吸引人之处就是可以完全控制指令,那么我们怎样才能让它值得我们这么做呢?

首先,让我们让C代码看起来更像我们想要的程序集:

int main_compare (int nbytes, char *pmem1, char *pmem2){
    while(nbytes-- > 0) {    
        if(*pmem1++ != *pmem2++) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

现在,这更清楚地表明了我们的意图,让我们玩编译器:

byte_cmp_loop PROC
; assuming: r0 = nbytes, r1=pmem1, r2 = pmem2

_loop:
    SUBS R0, R0, #1   ; Decrement nbytes and set flags based on the result
    BMI  _finished    ; If nbytes is now negative, it was 0, so we're done

    LDRB R3, [R1], #1 ; Load from the address in R1, then add 1 to R1
    LDRB R4, [R2], #1 ; ditto for R2
    CMP R3, R4        ; If they match...
    BEQ _loop         ; then continue round the loop

    MOV R0, #0        ; else give up and return zero
    BX LR

_finished:
    MOV R0, #1        ; Success!
    BX LR
ENDP

这几乎减少了25%的指令!现在,如果我们引入另一个指令集功能 - 条件执行 - 并略微放宽要求,而不破坏C语义,它会变得更小:

byte_cmp_loop PROC
; assuming: r0 = nbytes, r1=pmem1, r2 = pmem2

_loop:
    SUBS R0, R0, #1 ; In C zero is false and any nonzero value is true, so
                    ; when R0 becomes -1 to trigger this branch, we can just
                    ; return that to indicate success
    IT MI           ; Make the following instruction conditional on 'minus'
    BXMI LR

    LDRB R3, [R1], #1
    LDRB R4, [R2], #1
    CMP R3, R4
    BEQ _loop

    MOVS R0, #0     ; Using MOVS rather than MOV to get a 16-bit encoding,
                    ; since updating the flags won't matter at this point
    BX LR
ENDP

组装到22个字节,这比我们开始的代码少了近40%:D

答案 1 :(得分:1)

好吧,这是一些编译器生成的代码

arm-none-eabi-gcc -O2 -mthumb -c test.c -o test.o
arm-none-eabi-objdump -D test.o

00000000 <main_compare>:
   0:   b510        push    {r4, lr}
   2:   3801        subs    r0, #1
   4:   d502        bpl.n   c <main_compare+0xc>
   6:   e007        b.n 18 <main_compare+0x18>
   8:   3801        subs    r0, #1
   a:   d305        bcc.n   18 <main_compare+0x18>
   c:   5c0c        ldrb    r4, [r1, r0]
   e:   5c13        ldrb    r3, [r2, r0]
  10:   429c        cmp r4, r3
  12:   d0f9        beq.n   8 <main_compare+0x8>
  14:   2000        movs    r0, #0
  16:   e000        b.n 1a <main_compare+0x1a>
  18:   2001        movs    r0, #1
  1a:   bc10        pop {r4}
  1c:   bc02        pop {r1}
  1e:   4708        bx  r1

arm-none-eabi-gcc -O2 -mthumb -mcpu=cortex-m3 -c test.c -o test.o
arm-none-eabi-objdump -D test.o

00000000 <main_compare>:
   0:   3801        subs    r0, #1
   2:   b410        push    {r4}
   4:   d503        bpl.n   e <main_compare+0xe>
   6:   e00a        b.n 1e <main_compare+0x1e>
   8:   f110 30ff   adds.w  r0, r0, #4294967295 ; 0xffffffff
   c:   d307        bcc.n   1e <main_compare+0x1e>
   e:   5c0c        ldrb    r4, [r1, r0]
  10:   5c13        ldrb    r3, [r2, r0]
  12:   429c        cmp r4, r3
  14:   d0f8        beq.n   8 <main_compare+0x8>
  16:   2000        movs    r0, #0
  18:   f85d 4b04   ldr.w   r4, [sp], #4
  1c:   4770        bx  lr
  1e:   2001        movs    r0, #1
  20:   f85d 4b04   ldr.w   r4, [sp], #4
  24:   4770        bx  lr
  26:   bf00        nop

有趣的是,thumb2扩展似乎并没有真正使这更好,可能更糟。

如果你没有编译器,那意味着你没有汇编程序和链接器吗?我没有汇编器和链接器,它将需要大量的工作来编译和组装到机器代码。那你怎么把它加载到处理器等等?

如果你没有arm的交叉编译器,你有一个编译器吗?您需要告诉我们更多关于您做什么和没有做什么的信息。如果您有一个用于查找stackoverflow和发布问题的Web浏览器,您可以下载代码源代码工具或https://launchpad.net/gcc-arm-embedded工具,并拥有编译器,汇编器和链接器(并且不必手动将c转换为asm)

就你的代码而言,减去1对于nbytes--是正确的,但是你没能将该nbytes值与零进行比较,看看你是否根本不需要做任何事情。

伪代码中的

if nbytes >= 0 return 1
nbytes--;
add pmem1+nbytes
load [pmem1+nbytes]
add pmem2+nbytes
load [pmem2+nbytes]
subtract
compare with zero
and so on

你直接去了nbytes--没有做if nbytes&gt; = 0;比较。

如果相等,则分支的程序集是BEQ而不是BE而BPL而不是BLPL。所以解决这些问题,一开始就做一个无条件的分支到_next,我认为你已经编码了。

byte_cmp_loop PROC
; assuming: r0 = nbytes, r1=pmem1, r2 = pmem2

    B _next

_for_loop: 
    ADD R3, R1, R0    ;
    ADD R4, R2, R0    ; calculate pmem + n
    LDRB R3, [R3]     ;
    LDRB R4, [R4]     ; look at this address

    CMP R3, R4        ; if cmp = 0, then jump over return

    BEQ _next          ; if statement by "branch"-cmd
        MOV R0, #0    ; return value is zero
        BX LR         ; always return 0 here
_next:

    sub R0, R0, #1    ; loop counting
    BPL _for_loop    ; pl = if positive or zero

    MOV R0, #1        ;
    BX LR             ; always return 1 here

ENDP