DSP第八章C語言編程基礎(chǔ)ppt課件

1、第第8章章 C語言編程基礎(chǔ)語言編程基礎(chǔ) 為了提高程序開發(fā)的效率，同時使程序能與高級語言接軌，目前所有生為了提高程序開發(fā)的效率，同時使程序能與高級語言接軌，目前所有生產(chǎn)產(chǎn)DSP芯片的公司都提供了芯片的公司都提供了C語言編譯器。這樣，除了對于一些運算量較大語言編譯器。這樣，除了對于一些運算量較大或?qū)\算時間要求很嚴格的程序代碼外，一般性的代碼都可采用或?qū)\算時間要求很嚴格的程序代碼外，一般性的代碼都可采用C語言編程，語言編程，從而縮短程序的開發(fā)周期。從而縮短程序的開發(fā)周期。C編譯器還同時提供了匯編語言接口，可使匯編編譯器還同時提供了匯編語言接口，可使匯編模塊方便地被模塊方便地被C語言調(diào)用。語言調(diào)用

2、。（1C編譯器編譯器（2C代碼優(yōu)化代碼優(yōu)化（3C代碼鏈接代碼鏈接（4C語言語言（5C運行環(huán)境和庫函數(shù)運行環(huán)境和庫函數(shù) 以上以上5部分不再關(guān)注部分不再關(guān)注C語言本身的語法，而是關(guān)注如何在語言本身的語法，而是關(guān)注如何在CCS集成環(huán)境集成環(huán)境中對擁護已經(jīng)編寫好的中對擁護已經(jīng)編寫好的C代碼有效地進行編譯、匯編和鏈接，以生成可執(zhí)行代碼有效地進行編譯、匯編和鏈接，以生成可執(zhí)行代碼這樣的工程問題。代碼這樣的工程問題。8.1 C編譯器和編譯器和C優(yōu)化代碼優(yōu)化代碼8.1.1 C編譯器特性編譯器特性 C編譯器的主要功能是將用戶編寫的編譯器的主要功能是將用戶編寫的C語言代碼翻譯為匯編語言程序。語言代碼翻譯為匯編語言

3、程序。（1支持支持ANSI標準標準C。 （2支持支持ANSI標準實時運行庫。標準實時運行庫。 （3匯編程序輸出。匯編程序輸出。 （4生成生成COFF目標文件。目標文件。（5編譯器的編譯器的Shell程序。程序。（6靈活的匯編語言接口。靈活的匯編語言接口。（7完整的預(yù)處理程序。完整的預(yù)處理程序。（8最優(yōu)化。最優(yōu)化。（9初始化數(shù)據(jù)到初始化數(shù)據(jù)到ROM存儲器中。存儲器中。（10原程序交互列表功能。原程序交互列表功能。（11庫構(gòu)造工具。庫構(gòu)造工具。 CCS開發(fā)環(huán)境可以看成是一個大的軟件包，里面包含了源代碼開發(fā)環(huán)境可以看成是一個大的軟件包，里面包含了源代碼編輯器，以及工程文件組織、編譯和調(diào)試等一切功能模

4、塊。該軟件編輯器，以及工程文件組織、編譯和調(diào)試等一切功能模塊。該軟件包里，包里，shell程序可以完成程序可以完成3個功能：編譯、匯編和鏈接。個功能：編譯、匯編和鏈接。shell程序程序缺省在缺省在C盤安裝時，被安裝在盤安裝時，被安裝在C:tic2400cgtool子目錄下，對應(yīng)的子目錄下，對應(yīng)的文件名為文件名為dspcl.exe。（1編輯器：包括分析器、優(yōu)化器、代碼產(chǎn)生器。把編輯器：包括分析器、優(yōu)化器、代碼產(chǎn)生器。把C語言程序編語言程序編譯成匯編語言程序。譯成匯編語言程序。（2匯編器：把匯編語言源代碼或匯編器：把匯編語言源代碼或C語言已經(jīng)編譯成匯編語言代碼語言已經(jīng)編譯成匯編語言代碼進行匯編，

5、以產(chǎn)生進行匯編，以產(chǎn)生COFF目標文件。目標文件。（3鏈接器：將文件鏈接，產(chǎn)生可執(zhí)行的目標文件。鏈接器：將文件鏈接，產(chǎn)生可執(zhí)行的目標文件。8.1.2 Shell程序程序8.1.3 C代碼優(yōu)化代碼優(yōu)化 C編譯器中含有一個編譯器中含有一個C優(yōu)化程序。啟用優(yōu)化程序。啟用C優(yōu)化程序可以提高程序執(zhí)行速優(yōu)化程序可以提高程序執(zhí)行速度，減少度，減少C程序代碼長度。對于程序代碼長度。對于C語言，可以采用簡化循環(huán)，使用軟件流水語言，可以采用簡化循環(huán)，使用軟件流水線，重新安排、語句和表達式以及將變量分配到寄存器等方法實施優(yōu)化。線，重新安排、語句和表達式以及將變量分配到寄存器等方法實施優(yōu)化。 在在CCS中，選擇菜單中

6、，選擇菜單Project/Build Options選項，可以直接在彈出的選項，可以直接在彈出的對話框中對優(yōu)先級別進行設(shè)置。對話框中對優(yōu)先級別進行設(shè)置。8.2 C程序代碼鏈接程序代碼鏈接 C編譯器和匯編語言工具為用戶鏈接程序提供了以下兩種方法。編譯器和匯編語言工具為用戶鏈接程序提供了以下兩種方法。（1先編譯各個模塊，最后將他們鏈接在一起。先編譯各個模塊，最后將他們鏈接在一起。（2一次執(zhí)行一次執(zhí)行Shell程序的程序的dspcl命令，直接完成各個模塊的編譯、匯編和鏈命令，直接完成各個模塊的編譯、匯編和鏈接。接。 在在CCS集成環(huán)境下，還有少量設(shè)置集成環(huán)境下，還有少量設(shè)置CCS環(huán)境和工程文件組織工

7、作需要環(huán)境和工程文件組織工作需要人工干預(yù)。為鏈接人工干預(yù)。為鏈接C程序，需要程序，需要DSP開發(fā)人員做以下工作：開發(fā)人員做以下工作：（1把運行支持庫包含到工程文件中；把運行支持庫包含到工程文件中；（2指定程序運行時的初始化類型；指定程序運行時的初始化類型；（3確定如何將由確定如何將由C語言程序編譯、匯編和鏈接產(chǎn)生出的可執(zhí)行代碼分配到物語言程序編譯、匯編和鏈接產(chǎn)生出的可執(zhí)行代碼分配到物理存儲器中。理存儲器中。8.2.1 把運行支持庫包含到工程文件中把運行支持庫包含到工程文件中 所有所有C程序都必須與運行支持庫鏈接。因為運行支持庫包含了標準程序都必須與運行支持庫鏈接。因為運行支持庫包含了標準C函函

8、數(shù)，如數(shù)，如sin()函數(shù)，以及編譯器用來創(chuàng)建和管理函數(shù)，以及編譯器用來創(chuàng)建和管理CCS中中C語言運行環(huán)境的函數(shù)。語言運行環(huán)境的函數(shù)。 運行支持庫中包含了一個boot.obj目標模塊，C程序鏈接時必須與它鏈接。當(dāng)C程序開始運行時，首先執(zhí)行boot.obj。鏈接時，鏈接器會自動提取boot.obj并鏈接它。boot.obj包含了用于初始化運行環(huán)境的代碼和數(shù)據(jù)。該模塊執(zhí)行以下任包含了用于初始化運行環(huán)境的代碼和數(shù)據(jù)。該模塊執(zhí)行以下任務(wù)：務(wù)：（1建立堆棧；建立堆棧；（2處理運行時，初始化表和自動初始化全局變量；處理運行時，初始化表和自動初始化全局變量；（3調(diào)用調(diào)用C語言主程序語言主程序main( )；

9、（4當(dāng)當(dāng)C語言主程序語言主程序main( )結(jié)束時，調(diào)用結(jié)束時，調(diào)用exit( )。 boot.obj中有一個重要的匯編語言函數(shù)_c_int0。它是boot.obj中的起點。鏈接時， _c_int0被自動定義為程序的入口點。如果程序從復(fù)位開始運行，則應(yīng)將復(fù)位向量轉(zhuǎn)移到_c_int0，以便DSP首先執(zhí)行_c_int0。8.2.2 指定初始化類型指定初始化類型 用用C語言編程時，會根據(jù)需要定義全局變量和靜態(tài)變量。有些全局變量語言編程時，會根據(jù)需要定義全局變量和靜態(tài)變量。有些全局變量和靜態(tài)變量具有初始值，有些全局變量和靜態(tài)變量沒有初始值。和靜態(tài)變量具有初始值，有些全局變量和靜態(tài)變量沒有初始值。C編譯

10、器對編譯器對C程序編譯后，為具有初始值的全局變量和靜態(tài)變量建立了一個專門的數(shù)據(jù)程序編譯后，為具有初始值的全局變量和靜態(tài)變量建立了一個專門的數(shù)據(jù)塊塊.cinit。該塊在程序運行后調(diào)入到。該塊在程序運行后調(diào)入到RAM的的.bss中。中。 .cinit調(diào)入到調(diào)入到RAM中有中有兩種方法：兩種方法：（1在運行時，自動初始化全局變量和靜態(tài)變量；在運行時，自動初始化全局變量和靜態(tài)變量；（2在加載時，自動初始化全局變量和靜態(tài)變量。在加載時，自動初始化全局變量和靜態(tài)變量。 當(dāng)創(chuàng)建新工程時，第一種是缺省狀態(tài)。當(dāng)創(chuàng)建新工程時，第一種是缺省狀態(tài)。8.2.3 把塊分配到物理存儲器中把塊分配到物理存儲器中 把塊分配到物

11、理存儲器中就是把程序和數(shù)據(jù)分配到物理存儲器中。把塊分配到物理存儲器中就是把程序和數(shù)據(jù)分配到物理存儲器中。 當(dāng)使用當(dāng)使用C編譯器對編譯器對C程序編譯后，可產(chǎn)生數(shù)據(jù)塊和代碼塊。這些塊根據(jù)程序編譯后，可產(chǎn)生數(shù)據(jù)塊和代碼塊。這些塊根據(jù)各種不同的應(yīng)用系統(tǒng)硬件配置和擴展情況，可以使用不用的方法將這些塊分各種不同的應(yīng)用系統(tǒng)硬件配置和擴展情況，可以使用不用的方法將這些塊分配到物理存儲器中。配到物理存儲器中。8.3 創(chuàng)建創(chuàng)建C語言軟件語言軟件8.3.1 創(chuàng)建創(chuàng)建C語言寄存器頭文件語言寄存器頭文件 與匯編語言相同，與匯編語言相同，C語言編程也需要相應(yīng)的頭文件。語言編程也需要相應(yīng)的頭文件。 2407控制寄存器數(shù)量較

12、多，為了方便編程，可以將這些寄存器地址定控制寄存器數(shù)量較多，為了方便編程，可以將這些寄存器地址定義在一個頭文件（義在一個頭文件（*.h中。這樣，在編程時只要將該文件包含其中，直接中。這樣，在編程時只要將該文件包含其中，直接引用寄存器在引用寄存器在*.h中定義的英文縮寫名，而不必記它的地址。中定義的英文縮寫名，而不必記它的地址。 在該頭文件中，寄存器是以指針方式進行尋址。在該頭文件中，寄存器是以指針方式進行尋址。8.3.2 創(chuàng)建創(chuàng)建main( )函數(shù)函數(shù) 在在C語言應(yīng)用軟件中，用戶必須定義一個語言應(yīng)用軟件中，用戶必須定義一個main( )函數(shù)作為自己應(yīng)用程序函數(shù)作為自己應(yīng)用程序的開始。因為系統(tǒng)完

13、成的開始。因為系統(tǒng)完成C語言環(huán)境設(shè)置后，語言環(huán)境設(shè)置后，boot.obj會自動調(diào)用會自動調(diào)用main( )函數(shù)函數(shù)作為程序的開始。因而，程序員在程序中編寫作為程序的開始。因而，程序員在程序中編寫main( )函數(shù)是一種預(yù)定，也函數(shù)是一種預(yù)定，也是一種強制。是一種強制。void main(void) sys_ini(); for(;) delay(); /*xf管腳置低*/ asm( clrc xf); delay(); /*xf管腳置高*/ asm( setc xf); 8.3.3 創(chuàng)建創(chuàng)建2407芯片初始化函數(shù)芯片初始化函數(shù) 初始化內(nèi)容包括：初始化內(nèi)容包括：（12407芯片初始化；芯片初始化

14、；（2工程應(yīng)用中所甬道的片內(nèi)外設(shè)初始化；工程應(yīng)用中所甬道的片內(nèi)外設(shè)初始化；（3片內(nèi)外存儲器初始化；片內(nèi)外存儲器初始化；（4應(yīng)用系統(tǒng)硬件接口初始化。應(yīng)用系統(tǒng)硬件接口初始化。#include exp4_2407.hvoid sys_ini() /系統(tǒng)初始化子程序 /*關(guān)總中斷*/ asm( setc INTM); /*抑制符號位擴展*/ asm( clrc SXM); /*累加器中結(jié)果正常溢出*/ asm( clrc OVM); /*禁止看門狗*/ * WDCR=0 x00E8; /*CLKIN=10M,CLKOUT=40M*/ * SCSR1=0 x0000; 8.3.4 創(chuàng)建假中斷處理函數(shù)創(chuàng)建

15、假中斷處理函數(shù)（12407工作時，如果意外引發(fā)了內(nèi)核級中斷，但是卻沒有低層外設(shè)中斷工作時，如果意外引發(fā)了內(nèi)核級中斷，但是卻沒有低層外設(shè)中斷向量裝入外設(shè)中斷寄存器中時，假中斷向量向量裝入外設(shè)中斷寄存器中時，假中斷向量0000h裝入裝入PIVR；（2CPU執(zhí)行一個軟件中斷指令執(zhí)行一個軟件中斷指令I(lǐng)NTR時，使用了參數(shù)時，使用了參數(shù)16，企圖用軟件中，企圖用軟件中斷去服務(wù)于外設(shè)中斷斷去服務(wù)于外設(shè)中斷INT1INT6。這顯然是一個錯誤，這時，假中斷向量裝。這顯然是一個錯誤，這時，假中斷向量裝入入PIVR ；（3中斷請求線發(fā)生故障，外設(shè)發(fā)出中斷請求，而其中斷請求線發(fā)生故障，外設(shè)發(fā)出中斷請求，而其INTn

16、標志卻在標志卻在CPU應(yīng)應(yīng)答請求之前被軟件清答請求之前被軟件清0，此時，外設(shè)中斷的請求可能還沒有被中斷控制器確，此時，外設(shè)中斷的請求可能還沒有被中斷控制器確認，中斷控制器也不知道哪個外設(shè)中斷向量應(yīng)裝認，中斷控制器也不知道哪個外設(shè)中斷向量應(yīng)裝PIVR,這時，假中斷向量裝這時，假中斷向量裝入入PIVR .interrupt void nothing() /假中斷子程序 return; 8.3.5 _c_int0函數(shù)函數(shù) 在運行在運行C程序之前，用戶必須首先建立起程序之前，用戶必須首先建立起C語言運行環(huán)境。語言運行環(huán)境。 建立建立C語言運行環(huán)境的函數(shù)在庫語言運行環(huán)境的函數(shù)在庫rts2xx.lib中。

17、把中。把_c_int0函數(shù)作為硬件函數(shù)作為硬件復(fù)位后的中斷矢量入口來運行復(fù)位后的中斷矢量入口來運行_c_int0函數(shù)。函數(shù)。 rsvect B _c_int0 這樣，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，通過執(zhí)行一條無條件轉(zhuǎn)移指令來調(diào)用這樣，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，通過執(zhí)行一條無條件轉(zhuǎn)移指令來調(diào)用_c_int0函函數(shù)，以建立數(shù)，以建立C語言運行環(huán)境。語言運行環(huán)境。 _c_int0函數(shù)初始化函數(shù)初始化C環(huán)境時執(zhí)行了如下任務(wù)：環(huán)境時執(zhí)行了如下任務(wù)： （1為系統(tǒng)堆棧定義一個名為為系統(tǒng)堆棧定義一個名為.stack的塊，并建立初始化堆棧和幀指針；的塊，并建立初始化堆棧和幀指針； （2將將.cinit塊的初始化數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)復(fù)制到塊的初始

18、化數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)復(fù)制到.bss塊，對全局變量和靜態(tài)塊，對全局變量和靜態(tài)變量進行初始化；變量進行初始化；（3調(diào)用調(diào)用main函數(shù)，開始運行函數(shù)，開始運行C程序。程序。8.4 TMS320C240 x C語言語言8.4.1 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 TMS320 x 的的C語言數(shù)據(jù)類型具有如下特征：語言數(shù)據(jù)類型具有如下特征：（1所有的整形類型，包括所有的整形類型，包括char、short和和int及其它們對應(yīng)的無符號類型，及其它們對應(yīng)的無符號類型， 是是16位二進制數(shù)，相互間是等價的。位二進制數(shù)，相互間是等價的。（2長整型和無符號長整型類型是長整型和無符號長整型類型是32位二進制數(shù)。位二進制數(shù)。（3帶符號

19、類型以帶符號類型以2進制補碼表示。進制補碼表示。（4char類型等同于類型等同于int類型，為帶符號類型。類型，為帶符號類型。（5enum類型的對象以類型的對象以16位值表示，在表達式中位值表示，在表達式中enum類型和類型和int類型等同。類型等同。（6所有浮點類型所有浮點類型float、double和和long double是等價的類型，都以是等價的類型，都以32位浮點格式表示。位浮點格式表示。（7長整型和浮點數(shù)保存在存儲器中，低位數(shù)值保存在低地址。長整型和浮點數(shù)保存在存儲器中，低位數(shù)值保存在低地址。8.4.2 C語言標準庫函數(shù)的使用語言標準庫函數(shù)的使用 TI公司的公司的C編譯器提供了編譯

20、器提供了C語言標準庫函數(shù)。它與語言標準庫函數(shù)。它與boot.asm等一起封裝等一起封裝在在rts2xx.lib中。中。 在使用標準庫函數(shù)時，首先要聲明這一函數(shù)。在使用標準庫函數(shù)時，首先要聲明這一函數(shù)。TI公司的所有標準庫函數(shù)公司的所有標準庫函數(shù)以分類的形式在不同的頭文件中聲明，全部聲明庫函數(shù)的頭文件為以分類的形式在不同的頭文件中聲明，全部聲明庫函數(shù)的頭文件為assert.h、limits.h、stddef.h、ctype.h 、math.h 、stdlib.h 、setjmp.h 、string.h 、stdarg.h 、time.h 、和、和ioports.h。 為了使用一個庫函數(shù)，用戶必須

21、首先使用為了使用一個庫函數(shù)，用戶必須首先使用#include來包含聲明函數(shù)的來包含聲明函數(shù)的頭文件。頭文件。8.5 TMS320C24x C語言程序開發(fā)語言程序開發(fā) TMS320C24x C語言具有特定的運行環(huán)境，為了確保語言具有特定的運行環(huán)境，為了確保C語言程序正語言程序正確運行，確運行，C語言程序開發(fā)必須維護這個環(huán)境。語言程序開發(fā)必須維護這個環(huán)境。8.5.1 存儲器模式存儲器模式 TMS320C24x 的的C編譯器將存儲器分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。編譯器將存儲器分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。程序存儲器包含可執(zhí)行代碼，數(shù)據(jù)存儲器包含外部變量、靜態(tài)變量和系程序存儲器包含可執(zhí)行代碼，數(shù)據(jù)存儲器包

22、含外部變量、靜態(tài)變量和系統(tǒng)堆棧。統(tǒng)堆棧。 由由C程序生成的每一塊代碼或數(shù)據(jù)存放于存儲空間的一個連續(xù)塊中。程序生成的每一塊代碼或數(shù)據(jù)存放于存儲空間的一個連續(xù)塊中。 存儲器映射及代碼和數(shù)據(jù)存儲空間的分配由鏈接器決定。編譯器不存儲器映射及代碼和數(shù)據(jù)存儲空間的分配由鏈接器決定。編譯器不考慮可用存儲空間類型，也不考慮存儲空間是否可以被代碼和數(shù)據(jù)使用考慮可用存儲空間類型，也不考慮存儲空間是否可以被代碼和數(shù)據(jù)使用或者存儲空間是否保留以用于或者存儲空間是否保留以用于I/O或控制。編譯器只生成可重新分配的代或控制。編譯器只生成可重新分配的代碼，鏈接器完成將代碼和數(shù)據(jù)分配到合適的存儲空間。碼，鏈接器完成將代碼和數(shù)

23、據(jù)分配到合適的存儲空間。 C匯編器對匯編器對C語言程序編譯生成語言程序編譯生成7個可以進行重定位的代碼和數(shù)據(jù)個可以進行重定位的代碼和數(shù)據(jù)塊：塊：.text、.cinit、.const、.switch、.bss、.stack、.sysmem。1、C編譯器生成的塊編譯器生成的塊（1）.text塊包含所有可執(zhí)行代碼和浮點常量。塊包含所有可執(zhí)行代碼和浮點常量。（2）.text塊包含初始化變量和常量的表。塊包含初始化變量和常量的表。（3）.const塊包含字符串變量、明顯初始化的全局和靜態(tài)變量的定義和初塊包含字符串變量、明顯初始化的全局和靜態(tài)變量的定義和初始化。始化。（4）.switch塊包含塊包含sw

24、itch語句表。語句表。（5）.bss塊為全局和靜態(tài)變量保留空間。塊為全局和靜態(tài)變量保留空間。（6）.stack塊為塊為C系統(tǒng)堆棧。系統(tǒng)堆棧。（7）.sysmem塊為動態(tài)存儲器分配保留空間。塊為動態(tài)存儲器分配保留空間。 .text、.cinit和和.switch塊通常被鏈接到塊通常被鏈接到ROM或或RAM，必須處于程序，必須處于程序存儲器中；存儲器中；.const塊可以被鏈接到塊可以被鏈接到ROM或或RAM，但必須處于數(shù)據(jù)存儲器，但必須處于數(shù)據(jù)存儲器中；中；.bss、.stack和和.sysmem塊必須被鏈接到塊必須被鏈接到RAM，并必須處于數(shù)據(jù)存，并必須處于數(shù)據(jù)存儲器中。儲器中。 這些塊根據(jù)

25、不同的系統(tǒng)配置以不同的方式被放到存儲器中。鏈接這些塊根據(jù)不同的系統(tǒng)配置以不同的方式被放到存儲器中。鏈接器將不同模塊相同的塊組合為輸出塊。完整的程序由這些輸出塊組成，器將不同模塊相同的塊組合為輸出塊。完整的程序由這些輸出塊組成，包括匯編器的包括匯編器的.data塊。塊。2、C系統(tǒng)堆棧系統(tǒng)堆棧 C編譯器使用軟件堆棧實現(xiàn)以下功能：編譯器使用軟件堆棧實現(xiàn)以下功能：（1分配局部變量分配局部變量（2給函數(shù)傳遞參數(shù)給函數(shù)傳遞參數(shù)（3保存處理器狀態(tài)保存處理器狀態(tài)（4保存函數(shù)返回值保存函數(shù)返回值（5保存臨時變量保存臨時變量（6保存寄存器保存寄存器 堆棧運行時從低地址向高地址增加。編譯器使用堆棧運行時從低地址向高

26、地址增加。編譯器使用2個輔助寄存器管理個輔助寄存器管理堆棧：堆棧：（1AR1為堆棧指針為堆棧指針SP）。指向當(dāng)前堆棧頂部。）。指向當(dāng)前堆棧頂部。（2AR0為幀指針為幀指針FP）。指向當(dāng)前幀的起始處。每個函數(shù)調(diào)用會在堆）。指向當(dāng)前幀的起始處。每個函數(shù)調(diào)用會在堆棧頂創(chuàng)建一個新的幀，用于保存局部和臨時變量。棧頂創(chuàng)建一個新的幀，用于保存局部和臨時變量。 局部幀是堆棧的一個區(qū)域，用于存儲函數(shù)傳遞的變量和局部變量，局部幀是堆棧的一個區(qū)域，用于存儲函數(shù)傳遞的變量和局部變量，每一個函數(shù)調(diào)用時都要在堆棧頂部創(chuàng)建一個新的局部幀。在調(diào)用每一個函數(shù)調(diào)用時都要在堆棧頂部創(chuàng)建一個新的局部幀。在調(diào)用C函函數(shù)時，數(shù)時，C環(huán)境

27、會自動管理這些寄存器，堆棧的大小由鏈接器確定。全環(huán)境會自動管理這些寄存器，堆棧的大小由鏈接器確定。全局符號局符號_STACK_SIZE的值等于堆棧長度缺省值為的值等于堆棧長度缺省值為1KB）。）。3、動態(tài)存儲空間的分配、動態(tài)存儲空間的分配 編譯器運行支持庫提供了幾個函數(shù)，可以在運行時為變量動態(tài)地分編譯器運行支持庫提供了幾個函數(shù)，可以在運行時為變量動態(tài)地分配存儲空間，如配存儲空間，如malloc、calloc、realloc等。等。 動態(tài)分配是由標準運行支持函數(shù)提供的。動態(tài)存儲空間來自定義動態(tài)分配是由標準運行支持函數(shù)提供的。動態(tài)存儲空間來自定義在在.sysmem塊中的全局池塊中的全局池pool或

28、堆或堆heap）。）。 .sysmem塊的大小塊的大小可在鏈接時由可在鏈接時由heap選項設(shè)定。同樣，鏈接器也可創(chuàng)建一個名為選項設(shè)定。同樣，鏈接器也可創(chuàng)建一個名為_SYSMEM_SIZE的全局符號，并將的全局符號，并將.sysmem塊的大小符給該符號。對動塊的大小符給該符號。對動態(tài)分配的目標一般通過指針對其進行訪問，并且他們的存儲區(qū)被分配在一態(tài)分配的目標一般通過指針對其進行訪問，并且他們的存儲區(qū)被分配在一個獨立的段中。個獨立的段中。4、靜態(tài)和全局變量的存儲器分配、靜態(tài)和全局變量的存儲器分配 在在C程序中說明的每一個外部或靜態(tài)變量都是被分配給一個唯一的連程序中說明的每一個外部或靜態(tài)變量都是被分配

29、給一個唯一的連續(xù)空間的，空間的地址由鏈接器確定，編譯器保證這些變量的空間分配多續(xù)空間的，空間的地址由鏈接器確定，編譯器保證這些變量的空間分配多個字，以便每個變量按字邊界對準。個字，以便每個變量按字邊界對準。5、結(jié)構(gòu)的對準、結(jié)構(gòu)的對準 編譯器為結(jié)構(gòu)分配空間時，它將分配足夠的字以包含所有的結(jié)構(gòu)成員。編譯器為結(jié)構(gòu)分配空間時，它將分配足夠的字以包含所有的結(jié)構(gòu)成員。在一組結(jié)構(gòu)中，每個結(jié)構(gòu)開始于字邊界。在一組結(jié)構(gòu)中，每個結(jié)構(gòu)開始于字邊界。6、域的對準、域的對準 非域類型對準于字的邊界。對域分配足夠多的位，相鄰域組裝進一個非域類型對準于字的邊界。對域分配足夠多的位，相鄰域組裝進一個字的相鄰位，但不跨越兩個字

30、。如果一個域要跨越兩個字，則整個域?qū)⒎肿值南噜徫?，但不跨越兩個字。如果一個域要跨越兩個字，則整個域?qū)⒎峙涞较乱粋€字中。配到下一個字中。8.5.2 存儲器規(guī)則存儲器規(guī)則 TMS320C2xx編譯器嚴格規(guī)定：在編譯器嚴格規(guī)定：在C語言環(huán)境中，特殊的寄存器和特語言環(huán)境中，特殊的寄存器和特殊的操作聯(lián)系在一起。如果要將匯編語言與殊的操作聯(lián)系在一起。如果要將匯編語言與C程序接口，必須遵循對這些程序接口，必須遵循對這些寄存器的規(guī)定。寄存器的規(guī)定。 寄存器規(guī)則定義編譯器如何使用寄存器和在函數(shù)調(diào)用時如何保存值。寄存器規(guī)則定義編譯器如何使用寄存器和在函數(shù)調(diào)用時如何保存值。寄存器寄存器使用使用調(diào)用是否保存調(diào)用是否保

31、存AR0幀指針幀指針是是AR1堆棧指針堆棧指針是是AR2局部變量指針局部變量指針否否AR2AR5表達式分析表達式分析否否AR6AR7寄存器變量寄存器變量是是Accumulator表達式分析表達式分析/返回值返回值否否P表達式分析表達式分析否否T表達式分析表達式分析否否 上表列出了編譯器如何使用寄存器，并說明了在函數(shù)調(diào)用時寄存器上表列出了編譯器如何使用寄存器，并說明了在函數(shù)調(diào)用時寄存器在保存值時所起的具體作用。在保存值時所起的具體作用。域域名稱名稱預(yù)設(shè)值預(yù)設(shè)值修改修改ARP輔助寄存器指針輔助寄存器指針1是是C進位位進位位-是是DP數(shù)據(jù)頁指針數(shù)據(jù)頁指針-是是OV溢出位溢出位-是是OVM溢出模式溢出

32、模式-是是PM乘積移位模式乘積移位模式0否否SXM符號擴展模式符號擴展模式-是是TC測試控制位測試控制位-是是 上表列出了編譯器所使用的所有狀態(tài)位。預(yù)設(shè)值是編譯器在函數(shù)進上表列出了編譯器所使用的所有狀態(tài)位。預(yù)設(shè)值是編譯器在函數(shù)進入和返回時的期望值，修改欄是編譯器產(chǎn)生的代碼是否修改該域。入和返回時的期望值，修改欄是編譯器產(chǎn)生的代碼是否修改該域。2、堆棧指針、幀指針和局部變量指針、堆棧指針、幀指針和局部變量指針 編譯器創(chuàng)建和使用自己的軟件堆棧以用于保存函數(shù)返回地址、分配局編譯器創(chuàng)建和使用自己的軟件堆棧以用于保存函數(shù)返回地址、分配局部變量和給函數(shù)傳遞參數(shù)。當(dāng)函數(shù)需要存儲局部變量時，可以在堆棧中創(chuàng)部變

33、量和給函數(shù)傳遞參數(shù)。當(dāng)函數(shù)需要存儲局部變量時，可以在堆棧中創(chuàng)建自己的工作空間局部幀）。局部幀在函數(shù)入口時分配，在函數(shù)返回時建自己的工作空間局部幀）。局部幀在函數(shù)入口時分配，在函數(shù)返回時釋放。釋放。 系統(tǒng)提供堆棧指針系統(tǒng)提供堆棧指針SP）、幀指針）、幀指針FP和局部變量指針和局部變量指針LVP3個寄存器來管理堆棧和局部幀。個寄存器來管理堆棧和局部幀。 寄存器寄存器AR1用做堆棧指針。堆棧從低地址向高地址增長，用做堆棧指針。堆棧從低地址向高地址增長，SP指向堆指向堆棧中下一個可用的字。寄存器棧中下一個可用的字。寄存器AR0用做幀指針。用做幀指針。FP指向當(dāng)前函數(shù)局部幀指向當(dāng)前函數(shù)局部幀的起始地址。

34、的起始地址。PF直接指向局部幀的第一個字，該字用做臨時存儲單元，直接指向局部幀的第一個字，該字用做臨時存儲單元，可以用于實現(xiàn)寄存器到寄存器值的傳遞，同時在創(chuàng)建可重入可以用于實現(xiàn)寄存器到寄存器值的傳遞，同時在創(chuàng)建可重入C函數(shù)時也必函數(shù)時也必須使用該存儲單元。寄存器須使用該存儲單元。寄存器AR2用做局部變量指針，所有存儲在局部幀的用做局部變量指針，所有存儲在局部幀的對象包括參數(shù)都要通過對象包括參數(shù)都要通過LVP間接引用。間接引用。3、寄存器變量、寄存器變量 寄存器變量是指存儲于寄存器而不是寄存器變量是指存儲于寄存器而不是RAM的局部變量或編譯器臨時變的局部變量或編譯器臨時變量。量。（1不使用優(yōu)化器

35、不使用優(yōu)化器 不使用優(yōu)化器時，編譯器至多為使用不使用優(yōu)化器時，編譯器至多為使用register關(guān)鍵字的兩個變量分配寄關(guān)鍵字的兩個變量分配寄存器。變量必須在參數(shù)列表中或函數(shù)的第一塊中定義。編譯器采用存器。變量必須在參數(shù)列表中或函數(shù)的第一塊中定義。編譯器采用AR6和和AR7作寄存器變量寄存器。作寄存器變量寄存器。 AR6保存第一個變量，保存第一個變量， AR7保存第二個變量。保存第二個變量。（2使用優(yōu)化器使用優(yōu)化器 使用優(yōu)化器時，所有寄存器變量定義將被忽略，由優(yōu)化器決定寄存器分使用優(yōu)化器時，所有寄存器變量定義將被忽略，由優(yōu)化器決定寄存器分配。優(yōu)化器直接將變量而不是地址分配給寄存器。優(yōu)化器可以將配。

36、優(yōu)化器直接將變量而不是地址分配給寄存器。優(yōu)化器可以將AR5、AR6和和AR7用作寄存器變量。用作寄存器變量。AR5在函數(shù)調(diào)用時不保存，所以它在使用時在函數(shù)調(diào)用時不保存，所以它在使用時可以跨越多個函數(shù)使用?？梢钥缭蕉鄠€函數(shù)使用。4、表達式寄存器、表達式寄存器 編譯器使用沒有用做寄存器變量的寄存器來計算表達式值和存儲臨時編譯器使用沒有用做寄存器變量的寄存器來計算表達式值和存儲臨時結(jié)果。在函數(shù)調(diào)用時不保留表達式寄存器內(nèi)容。在函數(shù)調(diào)用時，用做臨時結(jié)果。在函數(shù)調(diào)用時不保留表達式寄存器內(nèi)容。在函數(shù)調(diào)用時，用做臨時存儲的寄存器保存到局部幀，被調(diào)函數(shù)不用保存和恢復(fù)表達式寄存器。存儲的寄存器保存到局部幀，被調(diào)函

37、數(shù)不用保存和恢復(fù)表達式寄存器。5、返回值、返回值 如果函數(shù)返回值為標量類型如果函數(shù)返回值為標量類型integer、pointer或或float），則返回值保），則返回值保存在累加器中。當(dāng)返回值為存在累加器中。當(dāng)返回值為16位類型變量時，返回值在累加器中符號擴展。位類型變量時，返回值在累加器中符號擴展。8.5.3 函數(shù)結(jié)構(gòu)和調(diào)用規(guī)則函數(shù)結(jié)構(gòu)和調(diào)用規(guī)則 1、函數(shù)如何進行調(diào)用、函數(shù)如何進行調(diào)用 主調(diào)函數(shù)在調(diào)用另一個函數(shù)時完成以下工作主調(diào)函數(shù)在調(diào)用另一個函數(shù)時完成以下工作ARP必須為必須為AR1）：）：（1主調(diào)函數(shù)以逆順序?qū)?shù)壓入堆棧最右邊的參數(shù)最先壓入，最左邊的主調(diào)函數(shù)以逆順序?qū)?shù)壓入堆棧最右邊

38、的參數(shù)最先壓入，最左邊的參數(shù)最后壓入）。函數(shù)調(diào)用時最左邊的放在堆棧頂部。參數(shù)最后壓入）。函數(shù)調(diào)用時最左邊的放在堆棧頂部。（2主調(diào)函數(shù)調(diào)用被調(diào)函數(shù)。主調(diào)函數(shù)調(diào)用被調(diào)函數(shù)。（3主調(diào)函數(shù)假定在函數(shù)返回時主調(diào)函數(shù)假定在函數(shù)返回時ARP會被設(shè)定為會被設(shè)定為AR1。（4當(dāng)被調(diào)函數(shù)結(jié)束，主調(diào)函數(shù)用以下命令將參數(shù)彈出堆棧。當(dāng)被調(diào)函數(shù)結(jié)束，主調(diào)函數(shù)用以下命令將參數(shù)彈出堆棧。 SBRK n2、被調(diào)函數(shù)響應(yīng)函數(shù)入口時、被調(diào)函數(shù)響應(yīng)函數(shù)入口時ARP應(yīng)該設(shè)為應(yīng)該設(shè)為AR1，AR1用作用作SP）（1從硬件堆棧中彈出返回地址，并將其壓入軟件堆棧；從硬件堆棧中彈出返回地址，并將其壓入軟件堆棧；（2將幀指針將幀指針FP壓入軟件

39、堆棧；壓入軟件堆棧；（3分配局部幀；分配局部幀；（4如果被調(diào)函數(shù)修改如果被調(diào)函數(shù)修改AR6或或AR7，將其壓入堆棧。其他被修改的寄存器可，將其壓入堆棧。其他被修改的寄存器可以不保存；以不保存；（5執(zhí)行函數(shù)代碼；執(zhí)行函數(shù)代碼；（6如果函數(shù)返回標量值，將返回值放入累加器。如果返回值為如果函數(shù)返回標量值，將返回值放入累加器。如果返回值為16位整型和位整型和指針，在用累加器保存返回值時進行正確的符號擴展；指針，在用累加器保存返回值時進行正確的符號擴展；（7將將ARP改為改為AR1；（8如果保存了如果保存了AR6或或AR7，則恢復(fù)，則恢復(fù)AR6或或AR7；（9釋放局部幀；釋放局部幀；（10恢復(fù)恢復(fù)FP；

40、（11將返回地址從軟件堆棧中彈出并壓入硬件堆棧；將返回地址從軟件堆棧中彈出并壓入硬件堆棧；（12返回。返回。；假定ARP=AR1POPD *+ ；將返回地址從硬件堆棧彈出，壓入軟件堆棧SAR AR0,*+；將AR0FP壓入堆棧SAR AR1，*；*SP=SPLAR AR0，#SIZE；FP=幀大小LAR AR0，*0+；FP=SP，SP+=SIZE分配局部幀空間SAR AR6，*+；AR6壓棧SAR AR7，*+；AR7壓棧；函數(shù)代碼MAR *，AR1；設(shè)置ARP=SPMAR *-；指針指向AR7LAR AR7，*-；彈出AR7LAR AR6，*-；彈出AR6SBRK SIZE+1；釋放局部幀

41、LAR AR0，*-；彈出局部幀指針FPPSHD *；將返回地址從軟件堆棧彈出，壓入硬件堆棧RET；返回8.5.4 中斷處理中斷處理 遵循中斷原則就是在不影響遵循中斷原則就是在不影響C環(huán)境的情況下實現(xiàn)中斷處理并返回環(huán)境的情況下實現(xiàn)中斷處理并返回C代碼。代碼。 c_int0為為C程序入口點，它同時也是引導(dǎo)函數(shù)，用來完成程序入口點，它同時也是引導(dǎo)函數(shù)，用來完成C環(huán)境初始化。環(huán)境初始化。在初始化工作中，沒有對中斷進行任何處理，中斷的全部控制寄存器和狀態(tài)在初始化工作中，沒有對中斷進行任何處理，中斷的全部控制寄存器和狀態(tài)位處于缺省狀態(tài)。在缺省狀態(tài)下，中斷沒有使能。位處于缺省狀態(tài)。在缺省狀態(tài)下，中斷沒有使

42、能。 如果系統(tǒng)中要使用中斷，用戶必須作相應(yīng)處理，使中斷使能。這些操作如果系統(tǒng)中要使用中斷，用戶必須作相應(yīng)處理，使中斷使能。這些操作很容易用很容易用asm語句實現(xiàn)，或調(diào)用匯編函數(shù)來實現(xiàn)，對語句實現(xiàn)，或調(diào)用匯編函數(shù)來實現(xiàn)，對C環(huán)境沒有影響環(huán)境沒有影響 。 調(diào)用中斷程序時，首先應(yīng)調(diào)用運行時支持庫中的子程序調(diào)用中斷程序時，首先應(yīng)調(diào)用運行時支持庫中的子程序I$SAVE。這個子程序保存了所有的寄存器。同樣，在中斷程序返回時，應(yīng)調(diào)用調(diào)用這個子程序保存了所有的寄存器。同樣，在中斷程序返回時，應(yīng)調(diào)用調(diào)用運行支持庫中的子程序運行支持庫中的子程序I $RET，用于恢復(fù)被保存的寄存器。以上過程都是，用于恢復(fù)被保存的寄

43、存器。以上過程都是自動的，不需要用戶編程時干預(yù)。自動的，不需要用戶編程時干預(yù)。 interrupt是是C編譯器中的中斷關(guān)鍵字，用來聲明中斷函數(shù)。格式如下：編譯器中的中斷關(guān)鍵字，用來聲明中斷函數(shù)。格式如下：interrupt void nothing() /啞中斷子程序 return; 8.6 C語言和匯編語言混合編程語言和匯編語言混合編程 用用C語言和匯編語言的混合編程方法主要有以下四種：語言和匯編語言的混合編程方法主要有以下四種：（1獨立編寫?yīng)毩⒕帉慍程序和匯編程序，分開編譯或匯編形成各自的目標代碼模塊，程序和匯編程序，分開編譯或匯編形成各自的目標代碼模塊，然后用鏈接器將然后用鏈接器將C程序

44、和匯編程序鏈接起來。程序和匯編程序鏈接起來。（2直接在直接在C語言程序的相應(yīng)位置嵌入?yún)R編程序。語言程序的相應(yīng)位置嵌入?yún)R編程序。（3在在C語言程序中使用匯編程序的變量。語言程序中使用匯編程序的變量。（4對對C程序進行編譯生成相應(yīng)的匯編程序，然后對匯編程序進行手工優(yōu)化程序進行編譯生成相應(yīng)的匯編程序，然后對匯編程序進行手工優(yōu)化和和修改。修改。8.6.1 獨立的獨立的C和匯編程序模塊接口和匯編程序模塊接口（1不論是用不論是用C編寫的函數(shù)還是匯編編寫的函數(shù)，都必須遵守寄存器使用規(guī)編寫的函數(shù)還是匯編編寫的函數(shù)，都必須遵守寄存器使用規(guī)則。則。（2必須保護必須保護C函數(shù)要用到的幾個特定寄存器。函數(shù)要用到的幾個

45、特定寄存器。（3如果要改變狀態(tài)寄存器的任何位，必須確保恢復(fù)出它們的值。如果要改變狀態(tài)寄存器的任何位，必須確?；謴?fù)出它們的值。（4中斷程序必須保護所有用到的寄存器。中斷程序必須保護所有用到的寄存器。（5從匯編程序調(diào)用從匯編程序調(diào)用C函數(shù)時，以逆序方式將參數(shù)壓入堆棧，調(diào)用之后，將函數(shù)時，以逆序方式將參數(shù)壓入堆棧，調(diào)用之后，將參參數(shù)彈出。數(shù)彈出。（6調(diào)用調(diào)用C函數(shù)時，注意函數(shù)時，注意C函數(shù)只保護了幾個特定的專用寄存器，其他寄存器函數(shù)只保護了幾個特定的專用寄存器，其他寄存器C函數(shù)可以自由使用。函數(shù)可以自由使用。（7長整型和俘點數(shù)在存儲器中存放的順序是低位字在低地址，高位字在高長整型和俘點數(shù)在存儲器中存

46、放的順序是低位字在低地址，高位字在高地址。地址。（8如果函數(shù)有返回值，返回值存放在累加器如果函數(shù)有返回值，返回值存放在累加器ACC中。中。（9匯編模塊不能改變由匯編模塊不能改變由C產(chǎn)生的產(chǎn)生的.cinit塊。塊。（10編譯器在所有的標識符函數(shù)名、變量名等前加一下劃線編譯器在所有的標識符函數(shù)名、變量名等前加一下劃線“_”。因。因此，編寫匯編語言程序時，必須在此，編寫匯編語言程序時，必須在C程序可以訪問的所有對象前加程序可以訪問的所有對象前加“_”。（11任何在匯編中定義的對象或函數(shù)，如果需要在任何在匯編中定義的對象或函數(shù)，如果需要在C中訪問或調(diào)用，則必須中訪問或調(diào)用，則必須用匯編指令用匯編指令.

47、global定義。同樣，如果在定義。同樣，如果在C中定義的對象或函數(shù)，需要在匯編中中定義的對象或函數(shù)，需要在匯編中訪問或調(diào)用，在匯編中也必須用訪問或調(diào)用，在匯編中也必須用.global定義。定義。（1C主程序：主程序：/*cmian.c*/extern int asmfunc()；定義外部的匯編函數(shù)；定義外部的匯編函數(shù)int gvar；定義全局變量；定義全局變量main() int i； i=asmfunc(i)；調(diào)用函數(shù)；調(diào)用函數(shù)（2匯編語言函數(shù)匯編語言函數(shù)_asmfunc：/*asmsub.c*/.global _asmfunc.global _gvar.text_asmfunc:POPD

48、 *+；將返回地址保存至；將返回地址保存至C堆棧堆棧SAR AR0，*+；保護；保護FPSAR AR1，*；保護；保護SPLAR AR0，#1；幀長度；幀長度LAR AR-，*0+，AR2；建立；建立FP和和SPLDP #_gvar；指向；指向_gvarSETC SXMLACC _gvarLAR AR2，#_3；參數(shù)偏移；參數(shù)偏移MAR *0+；指向參數(shù)；指向參數(shù)ADD *，AR0；將參數(shù)加至；將參數(shù)加至gvarSACL _gvarMAR *，AR1SBRK 2LAR AR0，*-；恢復(fù)幀指針；恢復(fù)幀指針PSHD *；返回地址壓入；返回地址壓入C24x堆棧堆棧RET.end8.6.2 在在C語

49、言中直接嵌入語句語言中直接嵌入語句 是一種直接的是一種直接的C和匯編接口方法?？梢栽诤蛥R編接口方法。可以在C程序中實現(xiàn)用程序中實現(xiàn)用C語言無法實語言無法實現(xiàn)的一些硬件控制功能?，F(xiàn)的一些硬件控制功能。 asm( “ 匯編語句匯編語句 ” ) 注意以下幾點：注意以下幾點：（1防止嵌入的防止嵌入的asm語句破壞語句破壞C環(huán)境。環(huán)境。（2在在C代碼中插入跳轉(zhuǎn)或標號可能會影響代碼產(chǎn)生器的寄存器跟蹤算法，代碼中插入跳轉(zhuǎn)或標號可能會影響代碼產(chǎn)生器的寄存器跟蹤算法，產(chǎn)產(chǎn)生不可預(yù)測的結(jié)果。生不可預(yù)測的結(jié)果。（3插入影響編譯環(huán)境的偽指令也可能會造成麻煩。插入影響編譯環(huán)境的偽指令也可能會造成麻煩。（4不要改變不要改

50、變C變量值，但可以讀取變量值。變量值，但可以讀取變量值。 如上，在程序中直接嵌入?yún)R編語句的典型應(yīng)用是控制芯片的一些硬件如上，在程序中直接嵌入?yún)R編語句的典型應(yīng)用是控制芯片的一些硬件資源。資源。#include exp4_2407.hvoid sys_ini() /系統(tǒng)初始化子程序系統(tǒng)初始化子程序1000 8AA0 POPD *+1001 80A0 SAR AR0,*+1002 8180 SAR AR1,*1003 B001 LAR AR0,#1h1004 00E0 LAR AR0,*0+ /*關(guān)總中斷關(guān)總中斷*/ asm( setc INTM); 1005 BE41 SETC INTM /*抑制符號位擴展抑制符號位擴展*/ asm( clrc SXM); 1006 BE46 CLRC SXM/*累加器中結(jié)果正常溢出累加器中結(jié)果正常溢出*/ asm( clrc OVM);1007 BE42 CLRC OVM/*禁止看門狗禁止看門狗*/*WDCR=0 x00E8; 1008 BD00 LDP #100h1009 0300 LAR AR3,0h100A B9E8 LACL #e8h100B 8B8B MAR *,AR3100C 908C SACL *,0,AR4 /*CLKIN=10M,CLKOUT=40