ARM C语言调用汇编函数 实现冒泡排序

使用冒泡排序将指定数组排序后输出
排序函数使用汇编语言编写，C语言调用汇编语言
在控制台显示排序前后的结果

• 一、问题分析
• 二、代码编写
• 2.1 C语言代码
• 2.2 汇编代码
• 三、ADS调试
• 3.1 运行ADS软件，进入调试界面
• 3.2 汇编函数调试
• 3.3 执行结果

一、问题分析

本程序的关键是如何使用汇编语言实现冒泡排序算法。可以仿照C语言的代码流程，分步骤写出汇编的代码。首先要写出最内层的代码部分，也就是数据交换的汇编代码，数据交换可以使用str数据装载指令实现。之后要考虑内层循环的代码，可以通过cmp指令控制循环次数。最后是编写最外层的循环代码，也是使用cmp指令，来控制整个排序的次数。

二、代码编写

2.1 C语言代码

#include <stdio.h>
extern void sort(char* num, int count);

int main(){

	char number[10] = {'a', 'c', 'b', 'e', 'd', 'f', 'h', 'g', 'j', 'i'};
	printf("Before: %s
", number);
	sort(number, 10);
	printf("After: %s
", number);

	return 0;
}

C语言中比较重要的是，首先要声明外部函数sort，也就是由汇编代码实现的函数。其代码流程为：

1. 初始化1个10字节的char类型的数组
2. 在控制台输出初始化的数据
3. 调用汇编函数进行排序
4. 显示排序后的结果

2.2 汇编代码

	area sort, code, readonly
	global sort
start
	mov r2, #-1				; r2->i, i=-1
	sub r8, r1, #1			; r1->count
loop
	cmp r2, r8				; 控制外层循环
	bge stop
	add r2,r2, #1			; i=i+1
	mov r3, #-1				; r3=j, j=-1
loop0
	add r3, r3, #1			; j=j+1
	add r4, r3, #1			; r4=j+1
	sub r7, r8, r2			; 控制内层循环
	cmp r3, r7
	bge loop
	ldrb r5, [r0, r3]		; r5=a[j]
	ldrb r6, [r0, r4]		; r6=a[j+1]
	cmp r5, r6				; 比较 a[j] 和 a[j+1]
	blt loop0
swap
	strb r5, [r0, r4]		; 交换 a[j] 和 a[j+1]
	strb r6, [r0, r3]
	b loop0
	
stop
	end

汇编语言代码是仿照的C语言的冒泡排序流程实现的，其大致流程为：

1. 首先初始化R2，R2用来控制外层循环的次数。
2. 数组个数由R1传递进来，然后复制到R8中保存
3. 外层LOOP循环开始，首先判断以下外层循环次数，如果外层循环结束，就直接跳转至STOP结束循环。类似于C语言for循环里面的判断。
4. 如果外层循环未结束，那么外层循环要实现的就是分别初始化外层R2和内层R3的循环次数。
5. 进入内层循环，用R3表示内层循环次数，R4表示内层次数加一。
6. 判断内层循环是否已经结束，如果应该结束，就跳转至外层循环。
7. 内层循环未结束，就继续执行，使用ldrb指令将内存中的数据装入寄存器R5和R6。
8. 使用cmp比较R5和R6的数值，如果R5<R6就执行下一轮内层循环，否则就继续执行代码，使用数据装载指令STRB，交换R5和R6的数据内容。
9. 数据交换完成过后，进行下一轮内层循环。
10. 结束

三、ADS调试

3.1 运行ADS软件，进入调试界面

首先显示的是一堆汇编代码，直接点击运行，让程序停到主函数入口处。

接下来是初始化数据，单步执行即可。

现在程序已经运行到了sort函数的代码行，step in进入该函数。

3.2 汇编函数调试

可以看到，此时R0和R1的数值分别是0x07FFFFF0和0x0000000A。这两个数分别表示C语言代码中number数组的首地址，以及number数组的字符个数。
现在内存里的数值如下：

可以看到，现在前三个数是61、63、62，分别对应acb字符。
第一轮内层循环，因为61<63，所以就跳转到了第二轮内层循环。第二轮内层循环是，63>63，所以就会进入交换数据的程序片段。

经过交换之后，现在内存中的数值已经变成了61、62、63。

下面继续单步执行，等到第一轮所有的内层循环结束之后，数据就变成了下面的效果。

可以看到，最大的数据6A已经跑到了最高的位置0x7FFFFF9。
接下来的循环，因为数据已经拍好了，所以就不会再有数据交换了。如果此时数据还没有排好，之后的每一轮循环，都会将最大的数据放到高的位置，直到循环结束。

3.3 执行结果

最后，程序执行的结果如下：

汇编函数执行成功。