GCC Inline Assembler for ARM

某些時候，即便我們寫的是 C，但是可能會需要直接去透過 assembly 去對硬體(SoC)做一些控制，而這樣混合 C 及 assembly 的寫法其實是比較直觀，更容易懂的。例如整個函式主要是用 C 實作，方便我們可以了解程式實作的邏輯，但是在 critical 或是 C 沒有支援的部份，像關閉 IRQ 或 FIQ 則是透過 assembly 完成。

以下是我在 ucosii 裡實作 critical section 保護方式，這個方式在進入 critical section 前，將 CPSR 的值存到變數 cpu_sr 裡，同時 disable IRQ 及 FIQ，而當離開 critical section 後，則將存放在 cpu_sr 的原 CPSR 值存回 CPSR裡，這是比較複雜的 inline assembly，因為我們會利用到 C 函式裡宣告的變數 cpu_sr，記住底下是一個 #define，在許多 usosii 的 C function 裡都會被使用到

#define OS_ENTER_CRITICAL()            \
/*                                     \
* Disable both IRQ and FIQ             \
*/                                     \
__asm__ __volatile__(                  \
   "mrs   %0, cpsr\n\t"           \
   "orr   r8, %1, #0xC0\n\t"      \
   "msr   cpsr_c, r8\n\t"         \
   : "=r" (cpu_sr)                \
   : "r"  (cpu_sr)                \
   : "memory");

#define OS_EXIT_CRITICAL()             \
/*                                     \
* Restore the cpsr(IRQ and FIQ)        \
*/                                     \
__asm__ __volatile__(                  \
   "msr   cpsr_c, %0\n\t"         \                                                             
   :                              \
   : "r" (cpu_sr)                 \
   : "memory");

分成四個部份，分別是 arm assembly instruction、output operand list、input operand list 及 clobber list，後面若不需要的話，就留空即可

所有的 assemble instructions 都放在這裡，有些很單純就跟一般的 arm instruction 沒兩樣，有些則是會稍有變化，因為利用到 C 的變數，如果宣告了變數，但在 inline assembly 中需要去存取它們，例如 line 2 及 line 3，此時，就需要 output operand 及 input operand 的搭配使用

"mov   r0, r0\n\t"
"mrs   %0, cpsr\n\t"
"orr   r8, %0, #0xC0\n\t"
"msr   cpsr_c, r8\n\t"

output operand list

: "=r" (cpu_sr)

input operand list

: "r" (cpu_sr)

你可以把想對 compiler 說的話放在 clobber list 裡，例如 "memory" 是告訴 compiler 記憶體裡的資料是可能被改變的，所以不要去做最佳化，每次要存取該記憶體內容時，都要重新讀取到 register 裡，在 embedded 的世界裡，這是很重要的，也許在某個 ISR 裡某個變數被改變了，如果你直接讀取上次存在 register 的值而不是重新讀取到 register 裡，那，事實上，在 C 裡宣告變數時，可以使用 volatile 去做修飾，都是為了相同的目的。

: "memory");

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