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[NEW] 2017/04/08

STM32 STM32F103C8T6で ARM GCCの Cソース中にインラインアセンブラを記述する方法 STM32 STM32F103C8T6で ARM GCCの Cソース中にインラインアセンブラを記述する方法

(ARM GCCの Cソース中にインラインアセンブラを記述する方法)

Tags: [ワンチップCPU]





● ARM GCCコンパイラのインラインアセンブラと組み込みアセンブラの使用

ARM GCC Inline Assembler Cookbook
 Ethernutは 2002年に購入していじくっていました。

2002/11/25
ATMEL AVRをGNU-GCC(WinAVR) + EtherNutで開発
ATMEL AVRをGNU-GCC(WinAVR) + EtherNutで開発

  完全フリーハード&ソフトで開発

3.3.1. Cortex-M3 instructions
 Cortex-M3 Technical Reference Manual

6.45.2 Extended Asm - Assembler Instructions with C Expression Operands

asm [volatile] ( AssemblerTemplate
                 : OutputOperands
                 [ : InputOperands
                 [ : Clobbers ] ])
 Clobbersはインライン処理の中で破壊するレジスタ等の情報を記述する。

asm [volatile] goto ( AssemblerTemplate
                      :
                      : InputOperands
                      : Clobbers
                      : GotoLabels)

ARM コンパイラのインラインアセンブラと組み込みアセンブラの使用
7.4. インラインアセンブリコードと組み込みアセンブリコードの相違点

 1) インラインアセンブラ
 2) 組み込みアセンブラ


● 1) インラインアセンブラ

 ARM のみ
 アセンブリコードの最適化 - 完全に最適化されます。(勝手にコード内容が変化する)
 volatile修飾子を付けるとコンパイラの最適化を無効にする。

5.2. C/C++ inline assembly

 記述例
#include <stdio.h>

int add(int i, int j)
{
  int res = 0;
  asm (
     "ADD %w[result], %w[input_i], %w[input_j]"
         //Use `%w[name]` to operate on W
         // registers (as in this case).
         // You can use `%x[name]` for X
         // registers too, but this is the
         // default.
     : [result] "=r" (res)
     : [input_i] "r" (i), [input_j] "r" (j)
     );
     return res;
}

int main(void)
{
  int a = 1;
  int b = 2;
  int c = 0;

  c = add(a,b)

  printf(“Result of %d + %d = %d\n, a, b, c);
}

 TrueSTUDIOでは Syntax Errorになるので下記の様に書き換えます。
 %w[hoge]を %[hoge]に書き換える。
int add(int i, int j)
{
  int res = 0;
  // res = i + j;
  asm (
     "ADD %[result], %[input_i], %[input_j]"
     : [result] "=r" (res)
     : [input_i] "r" (i), [input_j] "r" (j)
     );
     return res;
}

 インラインで記述したアセンブリコード内容を最適化で勝手に変えられない様にする方法。

 volatile修飾子を付けてコンパイラの最適化を無効にします。
int add(int i, int j)
{
  int res = 0;
  // res = i + j;
  asm volatile (
     "ADD %[result], %[input_i], %[input_j]"
     : [result] "=r" (res)
     : [input_i] "r" (i), [input_j] "r" (j)
     );
     return res;
}

 サンプルの例を見様見真似で構文や具体的な使い方を理解していきます。
 "cc" = flags register、"memory = memory reads or writes



● 2) 組み込みアセンブラ

 ARM および Thumb
 アセンブリコードの最適化 - 最適化されません。

組み込みアセンブラ構文

 GCCでは使えない? TrueSTUDIOでは Syntax Errorになる。

Example 7.1. 組み込みセンブラを使用した文字列のコピー

#include <stdio.h>

__asm void my_strcpy(const char *src, char *dst)
{
loop
      LDRB  r2, [r0], #1
      STRB  r2, [r1], #1
      CMP   r2, #0
      BNE   loop
      BX    lr
}

int main(void)
{
    const char *a = "Hello world!";
    char b[20];
    my_strcpy (a, b);
    printf("Original string: '%s'\n", a);
    printf("Copied   string: '%s'\n", b);
    return 0;
}


●メモリキャッシュを意識したインラインアセンブラの書き方

 メモリの境界を揃える。

__attribute__((aligned)) 変数属性

 __attribute__((aligned)) 変数属性
 aligned 変数属性を使用すると、変数や構造体フィールドの最小境界整列をバイト単位で指定できます。
 この変数属性は、ARM コンパイラでサポートされている GNU コンパイラの拡張機能です。

/* 16 バイト境界で整列 */
int x __attribute__ ((aligned (16)));

/* 256 バイト境界で整列 */
__attribute__ ((aligned (256)))
int my_add_aligned_256(int i, int j)
{
  int res = 0;
  // res = i + j;
  asm (
     "ADD %[result], %[input_i], %[input_j]"
     : [result] "=r" (res)
     : [input_i] "r" (i), [input_j] "r" (j)
     );
     return res;
}


TrueSTUDIO for ARM 7.1.2の gccバージョン
C:\Program Files (x86)\Atollic\TrueSTUDIO for ARM 7.1.2\PCTools\bin> gcc -v

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=c:/program\ files\ (x86)/atollic/truestudio\ for\ arm\ 7.1.2/pctools/bin/../libexec/gcc/mingw32/5.3.0/lto-wrapper.exe
Target: mingw32
Configured with: ../src/gcc-5.3.0/configure --build=x86_64-pc-linux-gnu --host=mingw32 --prefix=/mingw --disable-win32-registry --target=mingw32 --with-arch=i586 --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,fortran,ada --enable-static --enable-shared --enable-threads=posix --with-dwarf2 --disable-sjlj-exceptions --enable-version-specific-runtime-libs --enable-libstdcxx-debug --with-tune=generic --enable-libgomp --disable-libvtv --enable-nls
Thread model: posix
gcc version 5.3.0 (GCC)



Tags: [ワンチップCPU]

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