DSP編程技巧之24---C/C++與彙編語言的交互之-(2)從C/C++代碼調用...

2020-12-13 電子產品世界

  在C/C++與彙編語言混合編程的情況下,一般我們都會選擇C/C++來實現所期待的大部分功能,對於少數和硬體關聯度高(例如操作某些CPU寄存器)以及對運算的實時性要求高(例如高速、多點的FFT)的功能才使用彙編來實現,這就使得大多數情況下,C/C++與彙編的交互都是從C/C++代碼調用彙編代碼中的函數與變量,所以在此我們就來看一下這種調用的規則。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/264157.htm

  1.從C/C++中調用彙編代碼中的函數

  如果一個在彙編代碼中定義的函數需要在C/C++中被調用,那麼這個彙編函數相對於C/C++代碼來說,相當於一個外部的函數,所以需要使用extern "C"關鍵字進行特別聲明,使得編譯器和連結器能夠知道這個函數並不存在於當前的C/C++代碼中。

  註:

  (1)如果C/C++中的函數需要在彙編代碼中被調用,則在C/C++代碼中,同樣需要使用extern "C"關鍵字進行特別聲明,這也是extern關鍵字的多用途所在。

  (2)在C++程序中,extern "C"聲明用來告訴編譯器使用C語言的命名規則,而不是使用C++中的函數命名轉換(Name Mangling)在連結時對函數名進行修改,不然就找不到對應的彙編函數了(mangle在英語中是「亂砍」的意思,可以據此想像一下它的效果,不知道當初發明C++語言的人是怎麼想到的。。。)。

  舉例說明一個彙編函數asmfunc是如何在C++中的main函數中被調用的:

  C/C++代碼:

  extern "C"{

  extern int asmfunc(int a); /* 聲明外部的彙編函數*/

  int gvar = 0; /*定義全局變量*/

  }

  void main()

  {

  int i = 5;

  i = asmfunc(i); /*調用彙編函數 */

  }

  彙編代碼中的彙編函數定義:

  .global _gvar

  .global _asmfunc

  _asmfunc:

  MOVZ DP,#_gvar

  ADDB AL,#5

  MOV @_gvar,AL

  LRETR

  當連結器從符號表中解析到.global _asmfunc這條語句的時候,它就可以把彙編代碼中的asmfunc函數與C/C++中調用的彙編函數給關聯上了。

  2.使用內聯函數法調用彙編函數

  這種方法一般用於引用單條的彙編語句,例如:

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

  上面例子並沒有影響任何的變量,它的作用只是在C/C++代碼編譯成彙編代碼之後,在相對應的位置插入了一端彙編代碼的注釋,對調試特別有幫助。

  當然,我們也可以插入特定的彙編函數進完成特定的功能。例如,在DSP的編程中,我們經常使用的EALLOW和EDIS語句其實就是這種方法的典型例子,只不過為了書寫的簡便,我們在頭文件中進行了簡單的轉換:

  #define EALLOW asm(" EALLOW")

  #define EDIS asm(" EDIS")

  使用這樣的內聯函數調用方法,必須牢記以下五點:

  (1) 該方法有可能會破壞代碼的優化效果。請參考http://www.eepw.com.cn/article/255842.htm。

  (2) 不要內嵌彙編中的跳轉或者標記(label)等指令或者偽指令,它會寄存器的值,造成不可預料的結果。

  (3) 不要在內嵌的彙編語句中改變C/C++變量的值,因為有可能會產生意料之外的結果。

  (4) 不要在內嵌的彙編語句中使用彙編語言的指示性指令(directives)。

  (5) 避免在C代碼中使用內嵌彙編語句定義彙編的宏,同時使用-debug:dwarf (即-g)選項來編譯,因為二者是不兼容的。-g選項的含義可參考http://www.eepw.com.cn/article/215181.htm。

  3.從C/C++中調用彙編代碼中的變量或者常量

  為了調試等功能的方便,有時候我們需要直接在C/C++代碼中使用彙編代碼中的變量值或者狀態等。根據彙編變量/常量的類型,具體的調用的方法也不一樣。

  3.1 調用彙編中的全局變量

  從C/C++中調用彙編中的全局變量的方法與調用彙編函數的方法類似,都是比較直觀的:

  (1) 在彙編中使用.bss或者.usect指令定義變量

  (2) 在彙編中使用.def或者.global指令把變量聲明為全局變量

  (3) 在彙編中使用特點的連結命名規則(可參考http://www.eepw.com.cn/article/263821.htm)

  (4) 在C/C++中,用extern聲明在彙編中已經定義的變量,然後就按照一般變量的使用規則進行調用即可。

  例如,在彙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代碼中調用該變量:

  extern int var; /* 聲明var為外部變量 */

  var = 1; /* 使用彙編變量 */

  3.2 調用彙編中的常量

  變量constant與常量的一個顯著區別是,編譯器編譯產生的符號表中會包含變量的地址,所以在對變量進行引用時,編譯器可以直接從符號表中找到對應的地址;但是對彙編常量而言,符號表中保存的是它的值,而不是它的地址,所以如果在C/C++中直接使用彙編常量的名字,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陌生,即如果x是彙編代碼中的常量,需要在C/C++中使用&x對其進行調用才能得到正確的結果;調用的規則與變量是一樣的。

  例如,在彙編代碼中定義常量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代碼中調用該變量:

  extern int table_size; /*聲明外部引用,並且使用連結命名規則*/

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

  . /* 用&來引用彙編常量,用#define來避免每次書寫& */

  .

  .

  for (i=0; i

  4. 在彙編代碼中共享C/C++的頭文件

  既然是C/C++與彙編代碼的交互,那麼就要既有「來」,又有「往」,我們可以通過在彙編代碼中使用.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換為彙編代碼可以使用的信息。其調用格式為:

  .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 "John\n"

  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 };

  然後在彙編代碼中使用.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

  畢竟專門使用彙編代碼進行DSP編程的比例不高,在此就不對彙編編程的細節進行分析了,需要更詳細信息的讀者可參考《TMS320C28x Assembly Language Tools User's Guide》。

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