DSP編程技巧之24---C/C++與匯編語言的交互之-（2）從C/C++代碼調(diào)用匯編代碼中的函數(shù)與變量

　　在C/C++與匯編語言混合編程的情況下，一般我們都會(huì)選擇C/C++來實(shí)現(xiàn)所期待的大部分功能，對(duì)于少數(shù)和硬件關(guān)聯(lián)度高(例如操作某些CPU寄存器)以及對(duì)運(yùn)算的實(shí)時(shí)性要求高(例如高速、多點(diǎn)的FFT)的功能才使用匯編來實(shí)現(xiàn)，這就使得大多數(shù)情況下，C/C++與匯編的交互都是從C/C++代碼調(diào)用匯編代碼中的函數(shù)與變量，所以在此我們就來看一下這種調(diào)用的規(guī)則。

　　1.從C/C++中調(diào)用匯編代碼中的函數(shù)

　　如果一個(gè)在匯編代碼中定義的函數(shù)需要在C/C++中被調(diào)用，那么這個(gè)匯編函數(shù)相對(duì)于C/C++代碼來說，相當(dāng)于一個(gè)外部的函數(shù)，所以需要使用extern "C"關(guān)鍵字進(jìn)行特別聲明，使得編譯器和鏈接器能夠知道這個(gè)函數(shù)并不存在于當(dāng)前的C/C++代碼中。

　　注：

　　(1)如果C/C++中的函數(shù)需要在匯編代碼中被調(diào)用，則在C/C++代碼中，同樣需要使用extern "C"關(guān)鍵字進(jìn)行特別聲明，這也是extern關(guān)鍵字的多用途所在。

　　(2)在C++程序中，extern "C"聲明用來告訴編譯器使用C語言的命名規(guī)則，而不是使用C++中的函數(shù)命名轉(zhuǎn)換(Name Mangling)在鏈接時(shí)對(duì)函數(shù)名進(jìn)行修改，不然就找不到對(duì)應(yīng)的匯編函數(shù)了(mangle在英語中是“亂砍”的意思，可以據(jù)此想象一下它的效果，不知道當(dāng)初發(fā)明C++語言的人是怎么想到的。。。)。

　　舉例說明一個(gè)匯編函數(shù)asmfunc是如何在C++中的main函數(shù)中被調(diào)用的：

　　C/C++代碼：

　　extern "C"{

　　extern int asmfunc(int a); /* 聲明外部的匯編函數(shù)*/

　　int gvar = 0; /*定義全局變量*/

　　}

　　void main()

　　{

　　int i = 5;

　　i = asmfunc(i); /*調(diào)用匯編函數(shù) */

　　}

　　匯編代碼中的匯編函數(shù)定義：

　　.global _gvar

　　.global _asmfunc

　　_asmfunc:

　　MOVZ DP,#_gvar

　　ADDB AL,#5

　　MOV @_gvar,AL

　　LRETR

　　當(dāng)鏈接器從符號(hào)表中解析到.global _asmfunc這條語句的時(shí)候，它就可以把匯編代碼中的asmfunc函數(shù)與C/C++中調(diào)用的匯編函數(shù)給關(guān)聯(lián)上了。

　　2.使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)法調(diào)用匯編函數(shù)

　　這種方法一般用于引用單條的匯編語句，例如：

　　asm(";*** this is an assembly language comment");

　　上面例子并沒有影響任何的變量，它的作用只是在C/C++代碼編譯成匯編代碼之后，在相對(duì)應(yīng)的位置插入了一端匯編代碼的注釋，對(duì)調(diào)試特別有幫助。

　　當(dāng)然，我們也可以插入特定的匯編函數(shù)進(jìn)完成特定的功能。例如，在DSP的編程中，我們經(jīng)常使用的EALLOW和EDIS語句其實(shí)就是這種方法的典型例子，只不過為了書寫的簡便，我們?cè)陬^文件中進(jìn)行了簡單的轉(zhuǎn)換：

　　#define EALLOW asm(" EALLOW")

　　#define EDIS asm(" EDIS")

　　使用這樣的內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用方法，必須牢記以下五點(diǎn)：

　　(1) 該方法有可能會(huì)破壞代碼的優(yōu)化效果。請(qǐng)參考http://butianyuan.cn/article/255842.htm。

　　(2) 不要內(nèi)嵌匯編中的跳轉(zhuǎn)或者標(biāo)記(label)等指令或者偽指令，它會(huì)寄存器的值，造成不可預(yù)料的結(jié)果。

　　(3) 不要在內(nèi)嵌的匯編語句中改變C/C++變量的值，因?yàn)橛锌赡軙?huì)產(chǎn)生意料之外的結(jié)果。

　　(4) 不要在內(nèi)嵌的匯編語句中使用匯編語言的指示性指令(directives)。

　　(5) 避免在C代碼中使用內(nèi)嵌匯編語句定義匯編的宏，同時(shí)使用-debug：dwarf (即-g)選項(xiàng)來編譯，因?yàn)槎呤遣患嫒莸摹?g選項(xiàng)的含義可參考http://butianyuan.cn/article/215181.htm。

　　3.從C/C++中調(diào)用匯編代碼中的變量或者常量

　　為了調(diào)試等功能的方便，有時(shí)候我們需要直接在C/C++代碼中使用匯編代碼中的變量值或者狀態(tài)等。根據(jù)匯編變量/常量的類型，具體的調(diào)用的方法也不一樣。

　　3.1 調(diào)用匯編中的全局變量

　　從C/C++中調(diào)用匯編中的全局變量的方法與調(diào)用匯編函數(shù)的方法類似，都是比較直觀的：

　　(1) 在匯編中使用.bss或者.usect指令定義變量

　　(2) 在匯編中使用.def或者.global指令把變量聲明為全局變量

　　(3) 在匯編中使用特點(diǎn)的鏈接命名規(guī)則(可參考http://butianyuan.cn/article/263821.htm)

　　(4) 在C/C++中，用extern聲明在匯編中已經(jīng)定義的變量，然后就按照一般變量的使用規(guī)則進(jìn)行調(diào)用即可。

　　例如，在匯編代碼中定義全局變量var：

　　.bss _var,1 ; 定義變量

　　.global _var ; 聲明為全局類型

　　在C代碼中調(diào)用該變量：

　　extern int var; /* 聲明var為外部變量 */

　　var = 1; /* 使用匯編變量 */

　　3.2 調(diào)用匯編中的常量

　　變量constant與常量的一個(gè)顯著區(qū)別是，編譯器編譯產(chǎn)生的符號(hào)表中會(huì)包含變量的地址，所以在對(duì)變量進(jìn)行引用時(shí)，編譯器可以直接從符號(hào)表中找到對(duì)應(yīng)的地址;但是對(duì)匯編常量而言，符號(hào)表中保存的是它的值，而不是它的地址，所以如果在C/C++中直接使用匯編常量的名字，需要使用取地址符才能得到正確的值：用C/C++語言編程的話自然不會(huì)陌生，即如果x是匯編代碼中的常量，需要在C/C++中使用&x對(duì)其進(jìn)行調(diào)用才能得到正確的結(jié)果;調(diào)用的規(guī)則與變量是一樣的。

　　例如，在匯編代碼中定義常量table_size:

　　_table_size .set 10000 ; 定義常量table_size=10000

　　.global _table_size ; 聲明為全局類型

　　在C代碼中調(diào)用該變量：

　　extern int table_size; /*聲明外部引用，并且使用鏈接命名規(guī)則*/

　　#define TABLE_SIZE ((int) (&table_size))

　　. /* 用&來引用匯編常量，用#define來避免每次書寫& */

　　.

　　.

　　for (i=0; i

　　4. 在匯編代碼中共享C/C++的頭文件

　　既然是C/C++與匯編代碼的交互，那么就要既有“來”，又有“往”，我們可以通過在匯編代碼中使用.cdecls指令聲明某些變量，從而通知編譯器把C/C++頭文件中的這些變量轉(zhuǎn)換為匯編代碼可以使用的信息。其調(diào)用格式為：

　　.cdecls [options ,] " filename "[, " filename2 "[,...]]

　　或者

　　.cdecls [options]

　　%{

　　/*---------------------------------------------------------------------------------*/

　　/* C/C++ code - Typically a list of #includes and a few defines */

　　/*---------------------------------------------------------------------------------*/

　　%}

　　例如，在C/C++頭文件myheader.h中定義

　　#define WANT_ID 10

　　#define NAME "Johnn"

　　extern int a_variable;

　　extern float cvt_integer(int src);

　　struct myCstruct { int member_a; float member_b; };

　　enum status_enum { OK = 1, FAILED = 256, RUNNING = 0 };

　　然后在匯編代碼中使用.cdecls就可以引用這頭文件了：

　　.cdecls C,LIST,"myheader.h"

　　size: .int $sizeof(myCstruct)

　　aoffset: .int myCstruct.member_a

　　boffset: .int myCstruct.member_b

　　okvalue: .int status_enum.OK

　　failval: .int status_enum.FAILED

　　.if $$defined(WANT_ID)

　　id .cstring NAME

　　.endif

　　畢竟專門使用匯編代碼進(jìn)行DSP編程的比例不高，在此就不對(duì)匯編編程的細(xì)節(jié)進(jìn)行分析了，需要更詳細(xì)信息的讀者可參考《TMS320C28x Assembly Language Tools User's Guide》。