DSP混合編程關(guān)鍵技術(shù)研究

1 準(zhǔn)備工作
在進(jìn)行混合編程之前，首先要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)運(yùn)行的基本環(huán)境。這個(gè)基本環(huán)境包括存儲(chǔ)空間的分配、DSP寄存器映射地址的定義以及中斷向量的定義等方面。
(1)存儲(chǔ)空間的分配
命令文件(*．cmd)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的分配。一是目標(biāo)存儲(chǔ)器定義(由MEMORY命令定義)，二是各段的定位(由SECTIONS命令定義)。
(2)寄存器映射地址的定義
頭文件(*．h)用來(lái)定義所用到的DSP控制器內(nèi)部寄存器的映射地址，以及用戶自定義的常量、寄存器等。通常，頭文件在主程序的開(kāi)始，使用匯編指示符“．include”和“．copy”對(duì)其調(diào)用。頭文件的定義有2種方式。第1種是以指針變量的形式定義各種寄存器，即采用如下形式：
volatile unsigned int T1CMPR Ox7402第2種則是用宏定義的方式定義各種寄存器的名稱：
# define T1CMPR Ox7402
(3)中斷向量的定義
LF240xA內(nèi)部提供了多個(gè)中斷，如INTl～I(xiàn)NT6、TRAP等。復(fù)位中斷向量(c_intO)是在實(shí)時(shí)運(yùn)行支持庫(kù)(rts2xx．1ib)中定義的一種特殊的中斷，它的作用是先進(jìn)行軟件堆棧操作，然后初始化全局變量，最后調(diào)用主程序main()。所以當(dāng)復(fù)位(Reset)時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到c_int0進(jìn)行相應(yīng)的處理。中斷向量表則是將主程序中用到的中斷子程序和相應(yīng)中斷級(jí)別類型連接起來(lái)的一個(gè)簡(jiǎn)單的跳轉(zhuǎn)指令表。表中每個(gè)中斷向量占2個(gè)字，在命令文件中將其聲明到程序存儲(chǔ)器空間的0000h～003Fh。

2 混合編程的一般方法
對(duì)于LF240xA的混合編程一般有3種方法：一、對(duì)C語(yǔ)言程序編譯后形成的匯編程序進(jìn)行手工修改與優(yōu)化；二、在C語(yǔ)言程序中直接嵌人匯編語(yǔ)句；三、分別編寫(xiě)C語(yǔ)言程序和匯編語(yǔ)言程序，然后獨(dú)立編譯成目標(biāo)代碼模塊，再進(jìn)行鏈接。第一種編程方式要求對(duì)匯編與C語(yǔ)言都極其熟悉，并且這樣的編程方式對(duì)程序的可讀性和擴(kuò)展性的負(fù)面影響比較大，一般不建議使用。第二種方法適用于語(yǔ)句執(zhí)行頻率非常高，并且C編程與匯編編程效率差異較大的情況，例如進(jìn)入中斷的通用中斷子程序等。第三種方式是混合編程最常用的方式之一，在這種方式下，C語(yǔ)言程序與匯編語(yǔ)言程序均可使用另一方定義的函數(shù)與變量。下面著重介紹后兩種方法。
2．1 C語(yǔ)言程序中嵌入?yún)R編語(yǔ)言
C語(yǔ)言程序支持asm指令，所以可以利用這條指令直接將匯編語(yǔ)句嵌入到C語(yǔ)言程序中。LF240xA中一些C語(yǔ)言無(wú)法操作的控制位，可以采用這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法只需在匯編語(yǔ)句兩邊加上雙引號(hào)并用小括號(hào)括起來(lái)，前面再加上asm關(guān)鍵字，即“asm(“匯編語(yǔ)句”)；”。需要注意的是，匯編語(yǔ)句不能緊挨著前一個(gè)雙引號(hào)，它們之間必須用空格、Tab或標(biāo)號(hào)開(kāi)頭。例如，在匯編語(yǔ)言中開(kāi)中斷指令SETC INTM，嵌入到C語(yǔ)言中為“asm(“SETCINTM”)；”。這種方式雖然操作簡(jiǎn)單，但是匯編代碼很有可能破壞原來(lái)的C語(yǔ)言環(huán)境，從而導(dǎo)致不可預(yù)料的結(jié)果。因此只提倡在程序開(kāi)始的系統(tǒng)初始化部分少量使用，而在C語(yǔ)言中嵌入實(shí)現(xiàn)某一完整功能的多句匯編語(yǔ)言時(shí)，不提倡采用這種方式。
2．2 C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言程序相互調(diào)用
(1)C語(yǔ)言程序調(diào)用匯編函數(shù)
C語(yǔ)言程序中調(diào)用的匯編函數(shù)，在匯編語(yǔ)言中其名稱以程序標(biāo)號(hào)的形式出現(xiàn)。程序標(biāo)號(hào)作為操作數(shù)用．global進(jìn)行定義，在前面加下劃線“_”。匯編函數(shù)也可以利用累加器給C語(yǔ)言程序傳遞返回值。
LF240xA有8個(gè)輔助寄存器(AR0～AR7)可供使用，在C語(yǔ)言環(huán)境中這些寄存器都有明確的分工。
①AR0：幀指針(Frame Pointer，F(xiàn)P)。LF240xA只提供了大小為8個(gè)字的硬件棧，不能滿足需要。因此，C環(huán)境定義了一段特殊的存儲(chǔ)器空間，作為軟件棧。軟件棧的作用是分配局部變量、傳遞函數(shù)的參數(shù)、保存處理器的狀態(tài)、保存臨時(shí)結(jié)果等。AR0指向軟件棧中函數(shù)局部數(shù)據(jù)空間的起始處。
②ARl：軟件棧的棧頂指針(Stack Pointer，SP)。ARl為指向軟件棧棧頂?shù)膶Ｓ弥羔槨?br /> ③AR2：局部變量指針(Local Variable Pointer，LVP)。AR2存放局部變量的偏移量，與AR0(FP)一起對(duì)局部變量進(jìn)行尋址定位。
④AR6、AR7：寄存器型變量。在C語(yǔ)言程序中用register修飾的變量存放在AR6、AR7中。
⑤AR3～AR5：用戶自定義。AR3～AR5沒(méi)有特殊的約定，可以由用戶自由決定其用途。在匯編程序的入口處，假設(shè)ARP已經(jīng)被設(shè)置為ARl，這是由C編譯器自動(dòng)完成的。C語(yǔ)言程序調(diào)用匯編函數(shù)時(shí)，匯編函數(shù)程序必須遵循下述規(guī)范：
①?gòu)挠布褩Ｖ袕棾龇祷氐刂?，然后把它壓入軟件堆棧?br /> ②把C程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針FP壓入堆棧；
③如果匯編程序改變了AR6或AR7，也需要把它們
壓入堆棧；
④分配局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
⑤執(zhí)行匯編程序的實(shí)際任務(wù)代碼；
⑥如果匯編程序有返回值，則把這個(gè)返回值放入累加器中；
⑦設(shè)置ARP為ARl；
⑧解除分配的局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
⑨如果AR6和AR7曾經(jīng)被保存過(guò)，則從軟件堆棧恢復(fù)它們的值；
⑩從軟件堆?；謴?fù)FP；
⑾把軟件堆棧中存儲(chǔ)的返回地址壓入硬件堆棧；
⑿返回。
當(dāng)匯編函數(shù)調(diào)用完畢后，C語(yǔ)言程序要彈出先前壓入堆棧的傳遞參數(shù)。這個(gè)操作通過(guò)下面的命令語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)：SBRK i(i是C程序向匯編程序傳遞的參數(shù)個(gè)數(shù))。在上述操作過(guò)程中，對(duì)軟件堆棧的處理至關(guān)重要。圖1所示為C語(yǔ)言程序調(diào)用時(shí)軟件堆棧的分配示意圖，具體步驟如下：