利用C和匯編語言混合編程實現(xiàn)DSP軟件設計

眾所周知，匯編語言具有更高的性能優(yōu)勢，而用C語言編碼則能更容易和快速地實現(xiàn)。DSP處理器功能的不斷增強以及編譯器優(yōu)化技術的提高，使得傳統(tǒng)的用匯編語言編寫DSP應用程序的做法逐漸被淘汰。現(xiàn)在的DSP應用程序幾乎都是由C代碼和匯編代碼混合組成的。在那些對性能起決定性作用的關鍵功能中，DSP工程師將繼續(xù)使用高度優(yōu)化的匯編代碼，同時轉用C語言編寫那些不太關鍵的功能，這將有利于代碼維護和移植。而C和匯編代碼的這種結合要求DSP工程師具備專門的工具和方法。

正確混合C代碼和匯編代碼

問題是在哪里劃分C代碼和匯編代碼的界限。這取決于跟蹤器(profiler)所能提供的性能分析結果。然而在使用跟蹤器之前，DSP工程師需要為應用程序定義清晰的目標，這些目標一般包括循環(huán)數(shù)、代碼規(guī)模和數(shù)據(jù)量。目標一旦確定后，應該先全部用C語言編寫和創(chuàng)建應用程序，然后才使用跟蹤器來分析性能。

在某些特定情況下，主要是控制應用中，C語言級的編碼就足夠了。但在大多數(shù)情況下，初始編寫的C語言應用程序是不能滿足一個或更多目標要求的。這通常意味著多少需要一些匯編代碼。在求助于匯編編程之前，強烈建議保存原始的C代碼。這樣不僅方便調試，而且當條件成熟(比如采用更強大的平臺)，還可以返回到這些C語言的實現(xiàn)。

匯編部分代碼應盡可能少。為此，工程師需要認真分析跟蹤器提供的性能結果，并確定應用程序中的關鍵函數(shù)。關鍵函數(shù)是指占用大部分執(zhí)行時間，而必須用匯編語言重寫才能滿足性能目標的那些函數(shù)。重寫其中的幾個關鍵函數(shù)后，需要重新進行性能分析。如果仍達不到目標要求，那就應該確定其它關鍵函數(shù)，再進行重寫。圖1顯示了利用專用硬件機制獲得高度優(yōu)化的匯編代碼。

圖1：用C語言創(chuàng)建的循環(huán)緩沖器代碼(左)以及由CEVA-teakLite-III創(chuàng)建的等效匯編代碼(右)。

對編譯器的考慮事項

在編寫需要與C代碼結合的匯編代碼時，匯編編程人員必須了解編譯器的約定和假設。匯編編程人員還必須了解編譯器的寄存器使用約定。通常，寄存器使用約定將硬件寄存器分成被調用方保存(或調用方使用)和被調用方使用(或調用方保存)寄存器。