利用C和匯編語(yǔ)言混合編程實(shí)現(xiàn)DSP軟件設(shè)計(jì)

眾所周知，匯編語(yǔ)言具有更高的性能優(yōu)勢(shì)，而用C語(yǔ)言編碼則能更容易和快速地實(shí)現(xiàn)。DSP處理器功能的不斷增強(qiáng)以及編譯器優(yōu)化技術(shù)的提高，使得傳統(tǒng)的用匯編語(yǔ)言編寫DSP應(yīng)用程序的做法逐漸被淘汰?，F(xiàn)在的DSP應(yīng)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(duì)性能起決定性作用的關(guān)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(shí)轉(zhuǎn)用C語(yǔ)言編寫那些不太關(guān)鍵的功能，這將有利于代碼維護(hù)和移植。而C和匯編代碼的這種結(jié)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(wèn)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(jié)果。然而在使用跟蹤器之前，DSP工程師需要為應(yīng)用程序定義清晰的目標(biāo)，這些目標(biāo)一般包括循環(huán)數(shù)、代碼規(guī)模和數(shù)據(jù)量。目標(biāo)一旦確定后，應(yīng)該先全部用C語(yǔ)言編寫和創(chuàng)建應(yīng)用程序，然后才使用跟蹤器來(lái)分析性能。

在某些特定情況下，主要是控制應(yīng)用中，C語(yǔ)言級(jí)的編碼就足夠了。但在大多數(shù)情況下，初始編寫的C語(yǔ)言應(yīng)用程序是不能滿足一個(gè)或更多目標(biāo)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(qiáng)烈建議保存原始的C代碼。這樣不僅方便調(diào)試，而且當(dāng)條件成熟(比如采用更強(qiáng)大的平臺(tái))，還可以返回到這些C語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)。

匯編部分代碼應(yīng)盡可能少。為此，工程師需要認(rèn)真分析跟蹤器提供的性能結(jié)果，并確定應(yīng)用程序中的關(guān)鍵函數(shù)。關(guān)鍵函數(shù)是指占用大部分執(zhí)行時(shí)間，而必須用匯編語(yǔ)言重寫才能滿足性能目標(biāo)的那些函數(shù)。重寫其中的幾個(gè)關(guān)鍵函數(shù)后，需要重新進(jìn)行性能分析。如果仍達(dá)不到目標(biāo)要求，那就應(yīng)該確定其它關(guān)鍵函數(shù)，再進(jìn)行重寫。圖1顯示了利用專用硬件機(jī)制獲得高度優(yōu)化的匯編代碼。

圖1：用C語(yǔ)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(duì)編譯器的考慮事項(xiàng)

在編寫需要與C代碼結(jié)合的匯編代碼時(shí)，匯編編程人員必須了解編譯器的約定和假設(shè)。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(diào)用方保存(或調(diào)用方使用)和被調(diào)用方使用(或調(diào)用方保存)寄存器。