彙編函數與C函數的相互調用(2)

http://www.cnblogs.com/shenlian/archive/2011/05/17/2049441.html#2785149

瞭解了上面的內容之後,則很容易編寫出被C函數調用的函數,也很容易通過正確的參數傳遞而在彙編函數裏調用C函數。現在來把前面所說的例子完成。例2-2。
;;;
;; file   2_2.asm
;; author yanfeng <[email protected]>
;; date   Sun Feb 11 14:11:59 2007
;; update <Sun Feb 11 14:17:28 2007>
;;
;; brief  示例2_2
;
;;; code


#i nclude "2_2_delay.inc"

start_seg segment code

#define LED_PIN P1.0
#define ON_OP   clr    
#define OFF_OP  setb

led_op  macro ins, pin_io
ins pin_io
endm

cseg at 0    
ljmp start

rseg start_seg
start:
led_op ON_OP LED_PIN
mov r7, #200 & 0xff
mov r6, #200 >> 8
lcall _delay_nms
led_op OFF_OP LED_PIN
mov r7, #500 & 0xff
mov r6, #500 >> 8
lcall _delay_nms
sjmp start

end


;
;;; end
;;; Local variables:
;;; outline-regexp: ";; @+"
;;; eval: (outline-minor-mode 1)
;;; End:

;;; 2_2.asm ends here

/**
* @file   2_2_delay.c
* @author yanfeng <[email protected]>
* @date   Sun Feb 11 14:11:46 2007
* update  <Sun Feb 11 14:17:59 2007>
* @brief  示例2_2
*/


/* code */


void delay_1ms(void)
{
unsigned char i = 250;
while(--i);
}


void delay_nms(unsigned int del)
{
while(del--) {
delay_1ms();
}
}


/* end */

/* 2_2_delay.c ends here */

;;;
;; file   2_2_delay.inc
;; author yanfeng <[email protected]>
;; date   Sun Feb 11 14:11:19 2007
;; update <Sun Feb 11 14:17:41 2007>
;; brief  示例2_2
;
;;; code

#ifndef _2_1_DELAY_INC
#define _2_1_DELAY_INC

extrn code (_delay_nms)

#endif
;
;;; end
;;; Local variables:
;;; outline-regexp: ";; @+"
;;; eval: (outline-minor-mode 1)
;;; End:

;;; 2_2_delay.inc ends here

這是編譯的結果。
*** WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS
SEGMENT: ?PR?_DELAY_NMS?2_2_DELAY
*** WARNING L10: CANNOT DETERMINE ROOT SEGMENT
Program Size: data=8.0 xdata=0 code=48

這裏可以可以發現,出現了兩個警告,第一個警告是提示段?PR?_DELAY_NMS?2_2_DELAY(就是函數delay_nms的代碼段名)沒有被調用,將不進行數據覆蓋處理。這個問題的引起因爲2_2.asm中的段沒有按照c51約定的方式命名。

第二個警告提示沒有發現root段,這仍然是同一個問題引起的警告。可以不需要理會,如果讀者仍然不放心,可以在工程裏把2_2_delay.c文件的option選項properties頁面裏的GenerateAssembler SRC file及Assemble SRC File兩選項選爲實鉤。再次編譯警告即會沒有了。
(另一個方法就是修改段名,這將在後面介紹。)

細心的讀者也許發現了一個細微的差別,就是這裏的data=8.0,而不是像前面的例子一樣data=10.0。這跟C51具體的實現有關,將在最後一節詳細介紹這個問題。這裏給您一個小小的提示。把delay_1ms函數的實現放在delay_nms函數的實現的後面,編譯後的結果data=10.0。^_^(知道函數的實現順序很重要了吧,被調用的函數儘量放在調用函數的前面實現)

** 數據的覆蓋處理

前面很多地方有提及,但卻沒有詳細說明,這裏將重點論述。

細想,如果A函數調用了B函數及C函數,而B函數使用了6字節的數據區做爲自己的局部變量及參數數據區,C函數使用了5字節的數據區做爲自己的局部變量及參數數據區。(在名義上,參數及局部變量都是私有的,在C51的實現上卻不是,而局部變量區及參數區的實
現幾乎是一樣的)。是否數據空間就使用了6+5 = 11個字節的空間了呢?如果是這樣,51小小的數據空間幾個函數就佔用完了。很顯然,B函數使用的6字節空間是其私有的,A函數在調用B函數返回之後,裏面就不在存有有效的數據。在A函數繼續調用C函數的時候,這時B函數佔用的6字節空間可以給C函數使用,這樣將大大的節省空間。

那是否需要自己去分析計算呢?大可不必,Keil 的鏈接程序提供了覆蓋進程,就是完成這個任務的。只不過在段的命名上有一些規定,當用C來些程序的時候,C51編譯器自動完成把c函數轉換爲規定的段名格式。如果彙編程序想要加入覆蓋進程的處理,段的命名上就必須按照格式來。(如果不需要它的處理,那麼命名就無所謂了,前面的例子沒有一個是按照規定格式寫的。^_^)


如果在程序連接和定位過程中運行可覆蓋進程,則每個彙編程序需要有一個獨立的程序段。這是必須的,只有這樣,在可覆蓋進程中,函數間的參考用單獨的段參考計算。當有下面各點時,彙編子程序的數據區可能包含在覆蓋分析中:

1. 所有的段名必須用Cx51編譯器段命名規則建立。
2. 每個有局部變量的彙編函數必須分配自己的數據段。別的函數只能通過傳遞參數訪問這數據段。參數必須按順序傳遞。

在一個函數體內聲明的局部變量也建立段。這些段名遵循上面的慣例,但根據局部變量所保存的存儲區有一個不同的前綴。  

現在來看看段命名規則。

Cx51編譯器生成的目標代碼(程序代碼,程序數據和常數數據)保存在代碼段或數據段中。一個段可以是可重定位的或絕對的。每個可重定位段有一個類型和一個名稱。本節說明Cx51編譯器命名這些段的慣例。

段名包括一個module_name,它是聲明目標的源文件名。爲了適應大量的現有的軟件和硬件工具,所有的段名都轉換和保存爲大寫。

每個段名有一個前綴,它對應於段所用的存儲類型。前綴用問號(?)爲界。下面是一個標準段名前綴的列表:

-------+--------------+------------------------------
段前綴 | 存儲類型     | 說明
-------+--------------+------------------------------
?PR?   | program      | 可執行的程序代碼
?CO?   | code           | 程序存儲區的常數數據
?BI?    | bit               | 內部數據區的位數據
?BA?   | bdata          | 內部數據區的可位尋址數據
?DT?   | data            | 內部數據區
?FD?   | far               | FAR存儲區(RAM空間)
?FC?   | const far      | FAR存儲區(常數ROM空間)
?ID?    | idata           | 間接尋址內部數據區
?PD?   | pdata          | 外部數據區的分頁數據
?XD?   | xdata          | XDATA存儲區(RAM空間)
?XC?   | const xdata  | XDATA存儲區(常數ROM空間)
-------+--------------+------------------------------


數據目標是在C程序中聲明的變量和常數。Cx51編譯器對每個聲明的變量的存儲類型產生一個獨立的段。下表列出了對不同的變量數據目標產生的段名。

------------------+--------------------------------------
段前綴          | 說明
------------------+--------------------------------------
?BA?module_name      | 可位尋址數據目標
?BI?module_name       | 位目標
?CO?module_name      | 常數(字符串和已初始化變量)
?DT?module_name      | 在data中聲明的目標
?FC?module_name      | 在const far(要求OMF2命令)聲明的目標
?FD?module_name      | 在far(要求OMF2命令)聲明的目標
?ID?module_name      | 在idata聲明的目標
?PD?module_name      | 在pdata聲明的目標
?XC?module_name      | 在const xdata(要求OMF2命令)聲明的目標
?XD?module_name     | 在xdata聲明的目標    
------------------+--------------------------------------



程序目標包括由Cx51編譯器產生的C程序函數代碼。在一個源模塊中的每個函數和一個單獨的代碼段關聯,用?PR?function_name?module_name命名。例如在前面文件2_2_delay.c中的函數delay_nms的段名的結果是?PR?DELAY_NMS?2_2_DELAY。

在一個函數體內聲明的局部變量也建立段。這些段名遵循上面的慣例,但根據局部變量所保存的存儲區有一個不同的前綴。

參數段的定義前面已經提到:
?function_name?BYTE
?function_name?BIT


這節說敘述的內容到此告結束。在這之前所舉的例子都不具有實際的意義,最後通過一個有用的例子結束這一節。

用匯編來開發項目時,最頭痛的莫過於複雜的計算,有的MCU連單字節的乘除法都不提供,更別說是多字節的乘除法。如果說像多字節的加減乘除還算簡單,那麼像math庫裏面的log, exp, sin等函數就不是一時半會可以搞掂的了。最簡單有效的辦法就是直接使用c的實現。

這裏的示例是演示彙編調用長整型數據相除的函數。它將包含這節前面所提及的大部分內容。

;;;
;; file   2_3.asm
;; author yanfeng <[email protected]>
;; date   Sun Feb 11 16:21:01 2007
;; update <Sun Feb 11 16:56:24 2007>
;; brief  示例2-3

;
;;; code

#i nclude "2_3_div.inc"

?pr?start?2_3 segment code

cseg at 0    
ljmp start

rseg ?pr?start?2_3
start:
mov r4, #0x9876 >> 8 ;被除數。 0x98765432
mov r5, #0x9876 & 0xff
mov r6, #0x5432 >> 8
mov r7, #0x5432 & 0xff
mov ?_u32div?byte+4, #0x1234 >> 8;除數。0x12345678
mov ?_u32div?byte+5, #0x1234 & 0xff
mov ?_u32div?byte+6, #0x5678 >> 8
mov ?_u32div?byte+7, #0x5678 & 0xff
lcall _u32div
sjmp start

end
;
;;; end
;;; Local variables:
;;; outline-regexp: ";; @+"
;;; eval: (outline-minor-mode 1)
;;; End:

;;; 2_3.asm ends here
/**
* @file   2_3_div.c
* @author yanfeng <[email protected]>
* @date   Sun Feb 11 16:20:11 2007
* update  <Sun Feb 11 16:23:47 2007>
* @brief  示例2-3
*/


/* code */

unsigned long u32div(unsigned long divd, unsigned long divr)
{
return divd/divr;
}

/* end */

/* 2_3_div.c ends here */

;;;
;; file   2_3_div.inc
;; author yanfeng <[email protected]>
;; date   Sun Feb 11 16:20:38 2007
;; update <Sun Feb 11 16:45:50 2007>
;; brief  示例2-3

;
;;; code

#ifndef _2_3_DIV_INC
#define _2_3_DIV_INC

extrn code (_u32div)
extrn data (?_u32div?byte)    


#endif

;
;;; end
;;; Local variables:
;;; outline-regexp: ";; @+"
;;; eval: (outline-minor-mode 1)
;;; End:

;;; 2_3_div.inc ends here


可以看到 2_3_div.c 函數實現了想要的長整數除法。並把結果放在R4-R7內。

2_3_div.inc文件裏包含兩個聲明,extrn code (_u32div)及extrn data(?_u32div?byte)。因爲u32div通過寄存器傳遞參數,因此它的函數名在彙編文件裏需要在前面加'_'。由於寄存器放不下所有的參數,因此需要通過固定的參數區來傳遞剩餘的參數,根據命名規則,它的參數區的段名爲?_u32div?byte。沒有位參數,所以沒有?_u32div?bit段。

2_3.asm內的段名有所改變,改爲符合命名規範的格式 ?pr?start?2_3,調用除法函數前,第一個參數通過r4-r7傳遞,第二個參數通過?_u32div?byte段傳遞。需要注意的是,雖然第一個參數從寄存器傳遞了,但是在參數區仍然還保留其空間(這例子中就是?_u32div?byte的0-3字節空間),因此傳遞第二個參數是要正確的把數據送入第二個參數的地址空間裏(這裏就是?_u32div?byte的4-7字節空間)。調用完u32div函數之後,直接在r4-r7取結果即可。


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