DSP技術(shù)及應(yīng)用(第四章第二部分PPT)

4.5TMS320C54xC語(yǔ)言編程C54x軟件設(shè)計(jì)：利用C語(yǔ)言進(jìn)行編程純匯編語(yǔ)言編程利用Ｃ和匯編語(yǔ)言進(jìn)行混合編程4.5TMS320C54xC語(yǔ)言編程4.5.1存儲(chǔ)器模式4.5.2寄存器規(guī)則4.5.3函數(shù)調(diào)用規(guī)則4.5.4中斷處理4.5.5表達(dá)式分析

4.5.1存儲(chǔ)器模式1．段C54x將存儲(chǔ)器處理為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩個(gè)線性塊。程序存儲(chǔ)器包含可執(zhí)行代碼；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要包含外部變量、靜態(tài)變量和系統(tǒng)堆棧。編譯器的任務(wù)是產(chǎn)生可重定位的代碼，允許鏈接器將代碼和數(shù)據(jù)定位進(jìn)合適的存儲(chǔ)空間。C編譯器對(duì)C語(yǔ)言編譯后除了生成3個(gè)基本段，即.text、.data、.bss外，還生成.cinit、.const、.stack、.sysmem段。2．C系統(tǒng)堆棧DSP匯編程序中要將堆棧指針SP指向一塊RAM，用于保存中斷、調(diào)用時(shí)的返回地址，存放PUSH指令的壓棧內(nèi)容。.stack定義的系統(tǒng)堆棧實(shí)現(xiàn)的功能是保護(hù)函數(shù)的返回地址，分配局部變量，在調(diào)用函數(shù)時(shí)用于傳遞參數(shù)，保護(hù)臨時(shí)結(jié)果。.stack定義的段大?。ǘ褩４笮。┛捎面溄悠鬟x項(xiàng)-stacksize設(shè)定，鏈接器還產(chǎn)生一個(gè)全局符號(hào)__STACK_SIZE，并賦給它等于堆棧長(zhǎng)度的值，以字為單位，缺省值為1K。3．存儲(chǔ)器分配（1）運(yùn)行時(shí)間支持函數(shù)。

（2）動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器分配。

（3）靜態(tài)和全局變量的存儲(chǔ)器分配。4.5.2寄存器規(guī)則TMS320C5x運(yùn)行環(huán)境對(duì)寄存器的使用有嚴(yán)格的規(guī)則，如果編寫(xiě)涉及到寄存器的匯編程序，必須嚴(yán)格遵守這些規(guī)則，否則可能造成系統(tǒng)工作異常。寄存器規(guī)則規(guī)定了編譯器如何使用寄存器，和寄存器在函數(shù)調(diào)用的過(guò)程中如何進(jìn)行保護(hù)。4.5.2寄存器規(guī)則寄存器按照保護(hù)方式分為兩種：調(diào)用保存（saveoncall），調(diào)用其它函數(shù)的函數(shù)負(fù)責(zé)保存這些寄存器的內(nèi)容。入口保存（saveonentry），被調(diào)用的函數(shù)負(fù)責(zé)保存這些寄存器的內(nèi)容。注：無(wú)論是否使用優(yōu)化編譯，都必須遵守這些寄存器規(guī)則。4.5.2寄存器規(guī)則寄存器規(guī)則明確了編譯器如何使用寄存器以及在函數(shù)調(diào)用過(guò)程中如何保護(hù)寄存器。（1）輔助寄存器AR1、AR6、AR7由被調(diào)用函數(shù)保護(hù)，即可以在函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中修改，但在函數(shù)返回時(shí)必須恢復(fù)。在TMS320C54X中，編譯器將AR1和AR6用作寄存器變量。其中，AR1被用作第一個(gè)寄存器變量，AR6被有作第二個(gè)寄存器變量，其順序不能改變。AR0、AR2、

AR3、AR4、AR5可以自由使用，即在函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中可以修改，而且不必恢復(fù)。（2）堆棧指針SP在函數(shù)調(diào)用時(shí)必須予以保護(hù)，但其是自動(dòng)保護(hù)的，即在返回時(shí)，壓入椎棧的內(nèi)容都將被全部彈出。4.5.2寄存器規(guī)則（3）ARP在函數(shù)進(jìn)入和返回時(shí)，必須為0，即當(dāng)前輔助寄存器為AR0。函數(shù)執(zhí)行時(shí)可以是其它值。（4）在缺省的情況下，編譯器總是認(rèn)為OVM為0。因此，若在匯編程序中將OVM置為1，則在返回C環(huán)境時(shí)，必須將其恢復(fù)為0。（5）其它狀態(tài)位和寄存器在子程序中可以任意使用，不必恢復(fù)。4.5.3函數(shù)調(diào)用規(guī)則C編譯器對(duì)函數(shù)的調(diào)用有一系列嚴(yán)格的規(guī)定。除了特殊的運(yùn)行支持函數(shù)外，任何調(diào)用者函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)都要遵守這些規(guī)則，否則可能會(huì)破壞C環(huán)境并導(dǎo)致程序失敗。（1）函數(shù)調(diào)用在調(diào)用其他函數(shù)（子函數(shù)）時(shí)執(zhí)行以下任務(wù)。a.調(diào)用者函數(shù)將參數(shù)以顛倒的順序壓入堆棧（最右邊聲明的參數(shù)第一個(gè)壓入堆棧，最左邊的參數(shù)最后一個(gè)壓入堆棧）。即函數(shù)調(diào)用時(shí)，最左邊的參數(shù)放在棧頂單元。b.調(diào)用者函數(shù)調(diào)用子函數(shù)。c.調(diào)用者函數(shù)假定當(dāng)子函數(shù)執(zhí)行完成返回。d.完成調(diào)用后，調(diào)用者函數(shù)將參數(shù)彈出堆棧。（2）函數(shù)結(jié)束a.將返回地址從硬件堆棧中彈出，壓入軟件堆棧。b.將FP壓入軟件堆棧。c.分配局部幀。d.如果函數(shù)修改了AR6和AR7，則將它們壓入堆棧，其他的任何寄存器可以不用保存，任意修改。e.實(shí)現(xiàn)函數(shù)功能。f.如果函數(shù)返回標(biāo)量數(shù)據(jù)，將它放入累加器。g.將ARP設(shè)定為AR0。h.如果保護(hù)了AR6、AR7，恢復(fù)這兩個(gè)寄存器。i.刪除局部幀。j.恢復(fù)FP。k.從軟件堆棧中彈出返回地址并壓入硬件堆棧。l.返回。4.5.4中斷處理（1）中斷的使能和屏蔽必須由程序員自己來(lái)設(shè)置。

（2）中斷程序沒(méi)有參數(shù)傳遞，即使說(shuō)明，也會(huì)被忽略（3）中斷處理程序不能被正常的C程序調(diào)用。（4）為了使中斷程序與中斷一致，在相應(yīng)的中斷矢量中必須放置一條轉(zhuǎn)移指令，可以用.sect匯編偽指令建立一個(gè)簡(jiǎn)單的跳轉(zhuǎn)指令表來(lái)完成此項(xiàng)功能。（5）在匯編語(yǔ)言中，注意在符號(hào)名前面加上一個(gè)下劃線，例如c_int00記為_(kāi)c_int00。（6）中斷程序使用的所有寄存器，包括狀態(tài)寄存器和程序中調(diào)用函數(shù)使用的寄存器都必須予以保護(hù)。（7）TMS320C54xC編譯器將C語(yǔ)言進(jìn)行了擴(kuò)展，中斷可以利用interrupt關(guān)鍵字由C/C++函數(shù)直接處理。4.5.5表達(dá)式分析當(dāng)C程序中需要計(jì)算整型表達(dá)式時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：（1）算術(shù)上溢和下溢。

（2）整除和取模。

（3）C代碼對(duì)16位乘法結(jié)果高16位的訪問(wèn)。

intm1,m2,result; result=((long)m1*(long)m2)>>16;4.6用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程4.6.1獨(dú)立的C模塊和匯編模塊接口4.6.2從C程序中訪問(wèn)匯編程序變量4.6.3在C程序中直接嵌入?yún)R編語(yǔ)句4.6.1C和匯編語(yǔ)言混合編程在編寫(xiě)?yīng)毩⒌膮R編程序時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：（1）不論是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的函數(shù)還是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的函數(shù)，都必須遵循寄存器使用規(guī)則。（2）必須保護(hù)函數(shù)要用到的幾個(gè)特定寄存器。

（3）中斷程序必須保護(hù)所有用到的寄存器。（4）從匯編程序調(diào)用C函數(shù)時(shí)，第一個(gè)參數(shù)（最左邊）必須放入累加器A中，剩下的參數(shù)按自右向左的順序壓入堆棧。（5）調(diào)用C函數(shù)時(shí)，注意C函數(shù)只保護(hù)了幾個(gè)特定的寄存器，而其他是可以自由使用的。（6）長(zhǎng)整型和浮點(diǎn)數(shù)在存儲(chǔ)器中存放的順序是低位字在高地址，高位字在低地址。（7）如果函數(shù)有返回值，返回值存放在累加器A中。（8）匯編語(yǔ)言模塊不能改變由C模塊產(chǎn)生的.cinit段，如果改變其內(nèi)容將會(huì)引起不可預(yù)測(cè)的后果。（9）編譯器在所有標(biāo)識(shí)符（函數(shù)名、變量名等）前加下劃線“_”。

（10）任何在匯編程序中定義的對(duì)象或函數(shù)，如果需要在C程序中訪問(wèn)或調(diào)用，則必須用匯編指令.global定義。

（11）編輯模式CPL指示采用何種指針尋址，如果CPL=1，則采用堆棧指針SP尋址；如果CPL=0，則選擇頁(yè)指針DP進(jìn)行尋址。

C程序：

externint

asmfunc();/*聲明外部的匯編子程序*/

/*注意函數(shù)名前不要加下劃線*/

int

gvar;/*定義全局變量*/

main()

{

intI=3;

I=asmfunc(i);/*進(jìn)行函數(shù)調(diào)用*/

}

匯編程序：

_asmfunc:；函數(shù)名膠一定要有下劃線

ADD*(_gvar),A

；i的值在累加器A中

STLA，*（_gvar）；返回結(jié)果在累加器A中

RETD；子程序返回

4.6.2C程序訪問(wèn)匯編程序變量從C程序中訪問(wèn)在匯編程序中定義的變量或常數(shù)，可以分為以下3種情況：（1）訪問(wèn)在.bss塊中定義的變量

（2）對(duì)于訪問(wèn)不在.bss塊中定義的變量

（3）對(duì)于在匯編程序中用.set和.global偽指令定義的全局常數(shù)，也可以使用特殊的操作從C程序中訪問(wèn)它們。

（1）訪問(wèn)在.bss塊中定義的變量用.bss命令定義變量用.global命令將其定義為外部變量在變量前加下劃線“_”匯編：.bss_var,1.global_varC程序：externint

var;

var=1;（2）訪問(wèn)不在.bss塊中定義的變量在匯編語(yǔ)言中定義一個(gè)查找表，然后在C語(yǔ)言中通過(guò)指針來(lái)訪問(wèn)。首先定義變量，而且最好放在獨(dú)立的初始化塊中。定義一個(gè)全局的標(biāo)識(shí)指向?qū)ο蟮钠鹗键c(diǎn)，這樣對(duì)象可以分配在存儲(chǔ)器空間的任何位置。在C程序中將這個(gè)對(duì)象定義為外部對(duì)象（extern），并且對(duì)象名稱不帶下橫線“_”前綴，就可以對(duì)其進(jìn)行正常訪問(wèn)。（2）訪問(wèn)不在.bss塊中定義的變量匯編：

.global_sine.sect“sine_tab”_sine:float0.0float0.1float0.2float0.3C程序：

externfloatsine[];float*sine_point=sine;（3）在匯編中用.set和.global偽指令定義的全局常數(shù)匯編：_table_size.set1000.global_table_sizeＣ程序：externint

table_size;#defineTABLE_SIZE((int)(&table_size);匯編程序訪問(wèn)Ｃ程序Ｃ程序：

inti;

inth[];floatx;main(){}匯編程序：

.global_i.global_x.global_h.datah_add.word_h.textLD@_i,ASTA,@_xC程序：

externvoidad1247();/*定義外部的匯編函數(shù)*/

/*函數(shù)名前不必加下劃線*/

main()/*主程序*/

{

int

adlength=2048；/*數(shù)據(jù)的采樣長(zhǎng)度*/

int

adfreq=40;/*數(shù)據(jù)采樣頻率*/

.

.

}

匯編程序：

.mmregs

FP.setAR7

.sect".text"

.global_ad1247;定義匯編子程序，以global說(shuō)明要被外部的C程序調(diào)用，函數(shù)名前要有劃線

.bsslen,1；定義局部變量len

.bssfreq,1；定義局站變量freq,變量名前不必加下劃線

.

.

.

_ad1247;程序入口

PSHMAR6；保護(hù)AR6

PSHMAR7；保護(hù)AR7

PSHMAR1；保護(hù)AR1

FRAME#-16；為建立的局部幀分配空間函數(shù)體

STLA，*（len）；將置于累加器A的第一個(gè)參數(shù)傳給變量len

SSBXCPL；用SP的直接尋址方式

LD@17，A；第二個(gè)參數(shù)的偏移地址

STLA，*（freq）；將置于堆棧中的第二個(gè)參數(shù)傳給變量freq

.

.

.

FRAME#16；釋放局部幀的空間