第6章-基于C語言的DSP芯片開發(fā)-課件

第6章基于C語言的DSP芯片開發(fā)

6.1引言6.2ANSIC編譯器6.3C語言編程基礎(chǔ)知識(shí)6.4基于C語言的DSP芯片開發(fā)的運(yùn)行環(huán)境6.5C語言與匯編語言的混合編程本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

6.1

引言

DSP的C語言編程的主要內(nèi)容包括ANSIC語言編譯器，運(yùn)行環(huán)境，運(yùn)行支持庫的使用與建立，I/O編程，C語言編程的各種工具的使用，以及C調(diào)試器的使用等主要內(nèi)容。限于篇幅，本章主要對(duì)ANSIC編譯器和與C語言編程息息相關(guān)的運(yùn)行環(huán)境以及有關(guān)C語言基礎(chǔ)知識(shí)做一介紹。6.2ANSIC編譯器6.2.1優(yōu)化ANSIC編譯器

TMS320C3x/C4x編譯器支持ANSI(AmericanNationalStandardsInstitute)開發(fā)的C語言標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是使用最廣泛的C語言標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定C語言的一些特征受目標(biāo)處理器、運(yùn)行環(huán)境或主機(jī)環(huán)境影響。下面就TMS320C3x/C4xC語言的一些不同于標(biāo)準(zhǔn)C語言的特征給予介紹。

1．標(biāo)識(shí)符和常數(shù)

(1)所有標(biāo)識(shí)符的前100個(gè)字符有意義，區(qū)分大小寫。這些標(biāo)示符適用于內(nèi)部和外部的標(biāo)識(shí)符。

(2)源(主機(jī))和執(zhí)行(目標(biāo))字符集為ASCII碼，不存在多字節(jié)字符。

(3)字符常數(shù)或字符串常數(shù)中的十六進(jìn)制或八進(jìn)制轉(zhuǎn)義序列可具有高達(dá)32位的值。

(4)具有多個(gè)字符的字符常數(shù)按序列中的最后一個(gè)字符來編碼，例如：'abc'=='c'。

2．?dāng)?shù)據(jù)類型

(1)整數(shù)、雙精度等數(shù)據(jù)類型長(zhǎng)度與常見編譯器中的數(shù)據(jù)類型不同，所有的浮點(diǎn)數(shù)型都是用二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)格式來表示的。

(2)?size_t(sizeof操作符的結(jié)果)定義為unsignedint。

(3)?ptrdiff_t(指針加減的結(jié)果)定義為int。

3．?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

(1)浮點(diǎn)數(shù)到整數(shù)的轉(zhuǎn)換部分取整數(shù)部分。

(2)指針和整數(shù)可自由轉(zhuǎn)換。

4．表達(dá)式

(1)當(dāng)兩個(gè)帶符號(hào)的整數(shù)相除時(shí)，若其中一個(gè)為負(fù)，則其商為負(fù)，余數(shù)的符號(hào)與分子的符號(hào)相同?！?”表示求商，“%”表示求余。帶符號(hào)的模運(yùn)算取被除數(shù)的符號(hào)。如：10/-3?=-3；-10/3?=-3；10%-3=1；-10%3?=-1

(2)帶符號(hào)數(shù)的右移為算術(shù)右移，即保留符號(hào)。

5．聲明

(1)寄存器存儲(chǔ)類對(duì)所有character、short、integer和pointer類型都有效。

(2)結(jié)構(gòu)成員不能被打包成字，除位域外，每個(gè)成員對(duì)準(zhǔn)在16位字的邊界。

(3)整數(shù)類型的位域帶有符號(hào)，位域從字的低位開始被打包成字，并且不超過字邊界。

6．預(yù)處理器預(yù)處理器忽略所有不支持的#pragma偽指令，支持#pragma的偽指令見后面的內(nèi)容。

ANSIC編譯器的主要功能是：首先將DSP的C語言程序轉(zhuǎn)化為匯編語言程序，然后按匯編語言程序調(diào)試手段進(jìn)行調(diào)試；ANSIC編譯器支持代碼級(jí)調(diào)試。采用ANSIC語言進(jìn)行DSP軟件編程具有的優(yōu)點(diǎn)包括：

1．標(biāo)準(zhǔn)化

C語言是一種非常便于移植的編程語言，尤其是在語言的擴(kuò)展方面，但缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，而ANSIC則為這些擴(kuò)展提供了新的標(biāo)準(zhǔn)。

2．兼容性

ANSIC標(biāo)準(zhǔn)是K&R標(biāo)準(zhǔn)的超集。在絕大多數(shù)編譯器下調(diào)試并運(yùn)行的程序都可以在優(yōu)化ANSIC編譯器下運(yùn)行。ANSIC的兼容性還有另一個(gè)含義，就是通過簡(jiǎn)單的修改即可適用于TI公司的其他芯片。

3．補(bǔ)充新類型補(bǔ)充的新類型主要是指新的const以及Volatile類型。它們?cè)试S對(duì)C語言程序進(jìn)行更有效的優(yōu)化。

4．改進(jìn)的函數(shù)約定函數(shù)原型允許改進(jìn)的類型檢查并允許對(duì)函數(shù)調(diào)用進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化ANSIC編譯器時(shí)主要考慮了三個(gè)方面的優(yōu)化：

(1)產(chǎn)生的匯編程序在效率上可與手工編寫的匯編程序相比；

(2)提供簡(jiǎn)單的C運(yùn)行環(huán)境的程序接口，使得關(guān)鍵的DSP算法可用匯編語言實(shí)現(xiàn)；

(3)為用C語言開發(fā)高性能DSP應(yīng)用程序建立一定規(guī)模的庫，它們都可以被方便地使用?？偟膩碚f，優(yōu)化ANSIC編譯器的主要特征包括：

·與ANSIC功能規(guī)范完全兼容。

·具有ANSIC標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行支持庫。

·程序可轉(zhuǎn)化為ROM裝載的格式，可重定位、重入。

·提供與匯編語言的接口，允許對(duì)時(shí)間敏感的程序用匯編語言編寫。

·靈活而全面的鏈接器可以對(duì)內(nèi)存重定位、內(nèi)存設(shè)置、部分鏈接進(jìn)行全面的控制，而且還可以對(duì)代碼進(jìn)行運(yùn)行時(shí)的重定位。

·提供了一個(gè)外殼程序(shell)，允許進(jìn)一步將C語言轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行文件。

·快速的開發(fā)速度。

·提供大量有用的提示，以支持對(duì)C程序進(jìn)行方便的編程和調(diào)試。

·支持行內(nèi)擴(kuò)展。

·可以對(duì)庫進(jìn)行管理，包括對(duì)庫進(jìn)行文件的增加、刪除、或替換，還可以將目標(biāo)文件庫用作鏈接器的輸入。

·提供豐富的列表文件，如源代碼和匯編的交叉列表、預(yù)處理輸出文件等。

·

TMS320C3x/4xANSIC編譯器具有可為全局變量、靜態(tài)變量和常數(shù)提供無限空間的大存儲(chǔ)器模式。缺省的小存儲(chǔ)模式，其空間限制為64K字，使編碼執(zhí)行速度更快、效率更高。C外殼程序提供了許多選項(xiàng)用于控制C編譯匯編和鏈接的過程。

C語言編譯匯編和鏈接的常用的選項(xiàng)如表6.1所示。表6.1C語言編譯匯編和鏈接的常用選項(xiàng)6.2.2優(yōu)化編譯器

C編譯器提供了一個(gè)優(yōu)化編譯器。采用優(yōu)化編譯可以生成高效率的匯編代碼，從而提高程序的運(yùn)行速度，減少目標(biāo)代碼的長(zhǎng)度。在一定程度上可以認(rèn)為，C編譯器的效率主要取決于C編譯器所能進(jìn)行優(yōu)化的范圍和數(shù)量。C編譯器的優(yōu)化方法可以分為兩類，即通用優(yōu)化和特定優(yōu)化。對(duì)C語言的通用優(yōu)化的范圍主要包括：·簡(jiǎn)化表達(dá)式；·優(yōu)化數(shù)據(jù)流；·刪除公共子表達(dá)式和冗余分配；·優(yōu)化跳轉(zhuǎn)；·簡(jiǎn)化控制流；·優(yōu)化與循環(huán)有關(guān)的重復(fù)；·將循環(huán)體內(nèi)的計(jì)算值不變的表達(dá)式移至循環(huán)體前；·運(yùn)行支持庫函數(shù)的行內(nèi)擴(kuò)展；

對(duì)DSP芯片的特定優(yōu)化的主要內(nèi)容包括：·有效地使用寄存器；·自動(dòng)增減寄存器尋址方式；·使用塊重復(fù)；·使用并行指令；·使用延遲跳轉(zhuǎn)。下面主要對(duì)浮點(diǎn)DSP芯片的特定優(yōu)化作一詳細(xì)介紹。

1)優(yōu)化寄存器變量的使用編譯器將最大程度地利用寄存器存儲(chǔ)局部變量、參數(shù)及中間值。將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寄存器中要比將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序的運(yùn)行效率高。在將數(shù)組結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為循環(huán)時(shí)，這一優(yōu)化顯得尤其有效。例6.1優(yōu)化寄存器變量的使用。

C語言程序：

int

gvar

；

reg(inti，intj)

{

gvar=call()&i；

j=gvar+i；

}浮點(diǎn)DSP編譯器輸出程序：

_reg：***R4分配給用戶變量i

*R5分配給用戶變量j

…

CALL_call ；R0=call()

ANDR4，R0 ；R0&=i

STIR0，@_gvar ；gvar=R0

ADDIR4，R0，R5 ；將gvar保留在R0中

… ；將結(jié)果放到R5(j)中編譯器在編譯時(shí)，將i，j分別賦予R4，R5，將gvar保留在R0。這樣gvar的運(yùn)算成了3操作數(shù)運(yùn)算，結(jié)果j直接放在RS中?？梢姡浞掷眉拇嫫骺商岣叱绦虻倪\(yùn)行效率。

2)效率最優(yōu)的寄存器分配編譯器根據(jù)用戶變量和中間值的類型與使用頻率來對(duì)寄存器進(jìn)行分配，在循環(huán)體內(nèi)的變量比其他變量有更高的優(yōu)先級(jí)，相互之間不覆蓋的變量可以被分配給同一寄存器。

3)并行指令許多類型的指令，如裝載/裝載、存儲(chǔ)/操作/乘/加，可以配對(duì)并行執(zhí)行。當(dāng)相鄰符號(hào)滿足并行運(yùn)行的尋址要求時(shí)，編譯器使它們并行運(yùn)行。雖然這一功能已由代碼生產(chǎn)工具完成，但優(yōu)化還是對(duì)提高上述情況的運(yùn)行效率起了很大的作用，因?yàn)椴僮鲾?shù)被更多地放到了寄存器中，進(jìn)一步提高了運(yùn)行速度。

4)自增尋址模式對(duì)于*P++，*--P這樣的表達(dá)式，編譯器可以使用高效的自增尋址模式。在許多場(chǎng)合，循環(huán)中的數(shù)組值被逐個(gè)使用。如：

for(i=0；i，=N；++i)a[i]…；這時(shí)，編譯器通過自增寄存器變量指針把數(shù)組參數(shù)轉(zhuǎn)化為間接尋址參數(shù)。

5)塊重復(fù)浮點(diǎn)編譯器通過RPTS和RPTB指令實(shí)現(xiàn)過零循環(huán)。編譯器能發(fā)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)控制的循環(huán)，并使用高效的RPTB和RPTS來實(shí)現(xiàn)循環(huán)。這兩種方式中，調(diào)整量可以是常數(shù)，也可以是表達(dá)式。例6.2塊重復(fù)，自增尋址模式和并行運(yùn)算。

C語言程序：

floata[1],b[10]；

scale(floatk)

{

inti；

for(i=0；i＜10；++i)

a[i]=b[i]*k；

…浮點(diǎn)DSP編譯器輸出：_scale…LDI@CONST+0，AR4 ；AR4=&a[0]LDI@CONST+1，AR5 ；AR5=&b[0]MPYFR4，*AR5++，R0 ；計(jì)算第一個(gè)結(jié)果RPTS8 ；STFR0，*AR4++ ；保存這一結(jié)果||MPYFR4，*AR5++，R0；開始計(jì)算另一個(gè)結(jié)果STFR0，*AR4++ ；保存最后一個(gè)結(jié)果

6)延遲跳轉(zhuǎn)指令浮點(diǎn)DSP支持延遲跳轉(zhuǎn)指令。它與普通的跳轉(zhuǎn)指令比起來，可以節(jié)省三個(gè)指令周期的運(yùn)行時(shí)間。延遲跳轉(zhuǎn)指令是在執(zhí)行完其后的三條指令后才發(fā)生真正的跳轉(zhuǎn)，編譯器盡可能實(shí)現(xiàn)無條件的延遲跳轉(zhuǎn)指令，并在計(jì)數(shù)循環(huán)的場(chǎng)合使用條件延遲跳轉(zhuǎn)指令。例6.3延遲跳轉(zhuǎn)指令。

C語言程序：

wait(volatile

int*p)

{

for(;;)

if(*p&0x80)*p|=0xf0；

}浮點(diǎn)DSP編譯器輸出程序：

_wait：

L6：LDI*AR4，R0 ；R0=*p(AR4被分配給p)TSTB128，R0 ；test*p&0x80BZL6 ；結(jié)果為假，采用直接跳轉(zhuǎn)返回BDL6；結(jié)果為真，采用延遲跳轉(zhuǎn)返回LDI*AR4，R0 ；R0=*pOR0F0h，R0 ；R0=*p|0xF0STIR0，*AR4 ；*p=R0***BL6；結(jié)果為真時(shí)的真正跳轉(zhuǎn)發(fā)生在這里

7)使用寄存器避免沖突編譯器支持一項(xiàng)新的可選用的調(diào)用順序。它通過寄存器而非壓入堆棧的方法來避免沖突。這在程序調(diào)用時(shí)，可以明顯改善程序的性能。

8)條件指令在C語言中往往有條件語句，如：

a=conditionalexpr1：expr2或(condition)a=b這時(shí)編譯器使用條件指令來減少分支。

9)循環(huán)體重復(fù)塊重復(fù)并不是用的越多越好，這要視具體情況而定。當(dāng)編譯器發(fā)現(xiàn)循環(huán)次數(shù)與循環(huán)體長(zhǎng)度都很小時(shí)，它將不使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，改為使用多次重復(fù)運(yùn)行代碼段的循環(huán)體重復(fù)的方式。這樣可以避免分支或塊重復(fù)造成的跳轉(zhuǎn)或判斷開銷，提高運(yùn)行效率。6.3C語言編程基礎(chǔ)知識(shí)6.3.1數(shù)據(jù)類型所有整數(shù)類型(char、short、int、long以及對(duì)應(yīng)的無符號(hào)數(shù))都是相同的，即都是由32位的二進(jìn)制數(shù)來表示的。有符號(hào)類型由基2的補(bǔ)碼表示；字符型類型是有符號(hào)類型，等同于整型；枚舉類型的對(duì)象用32位數(shù)來表示，在表達(dá)上與整型相似；所有的浮點(diǎn)型(float、double)都是相似的，在TMS320C3x/4x中都是由32位的單精度浮點(diǎn)格式表示的；

Longdouble型浮點(diǎn)格式在TMS320C3x/4x中是由40位的擴(kuò)展精度格式表示的；數(shù)據(jù)類型的字長(zhǎng)、表達(dá)方法、數(shù)據(jù)范圍列于下表6.2；一些值的范圍在頭文件limits.h作為標(biāo)準(zhǔn)宏利用，頭文件limits.h應(yīng)用在編譯器中。注：TMS320C3x/4x類型為32位表6.2數(shù)據(jù)格式長(zhǎng)雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型不同于其他的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型。長(zhǎng)雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的特性如下：

(1)長(zhǎng)雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型不是用浮點(diǎn)和雙精度所用的單精度32位格式表示的，而是用40位擴(kuò)展精度格式表示。

(2)長(zhǎng)雙精度要求兩個(gè)存儲(chǔ)器字：第一個(gè)字保存高24位，第二個(gè)字保存低24位，操作的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為40位，在裝載和保存該長(zhǎng)雙精度浮點(diǎn)格式需要兩條指令。

(3)長(zhǎng)雙精度保存在一個(gè)浮點(diǎn)寄存器中，像短浮點(diǎn)和雙精度浮點(diǎn)一樣，在寄存器中傳輸參數(shù)。

(4)寄存器變量都不是40位值；因此長(zhǎng)雙精度不能通過CALL保存為寄存器變量。在CALL之前保存在存儲(chǔ)器中，在需要時(shí)還可以重新裝載。

(5)在浮點(diǎn)數(shù)/雙精度浮點(diǎn)到長(zhǎng)雙精度浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，40位寄存器的低8位用0填滿。在長(zhǎng)雙精度浮點(diǎn)到浮點(diǎn)/雙精度浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，常用RND指令把此值取舍為最接近的單精度浮點(diǎn)數(shù)值。

(6)若加、減和負(fù)值(取反)指令用擴(kuò)展精度浮點(diǎn)數(shù)作為輸入，可以用匯編指令實(shí)現(xiàn)，如C3X乘法用函數(shù)MPY_LD，除法用函數(shù)DIV_LD實(shí)現(xiàn)。

(7)?40位的匯編函數(shù)鏈接到名為?.float40的自身的段中。6.3.2關(guān)鍵字

C編譯器中涉及的關(guān)鍵字主要包括C寄存器關(guān)鍵字和說明C編譯器如何訪問全局和靜態(tài)變量以及如何調(diào)用函數(shù)的near和far關(guān)鍵字。

1．C寄存器關(guān)鍵字

TMS320C3x/4x編譯器通過增加C寄存器關(guān)鍵字?jǐn)U展C語言，從而使高級(jí)語言訪問寄存器。當(dāng)用戶在目標(biāo)文件中用C寄存器關(guān)鍵字時(shí)，編譯器就會(huì)把目標(biāo)文件名稱與為C3x/C4x列出的標(biāo)準(zhǔn)控制寄存器的名稱作比較。如果名稱匹配，則編譯器就生成控制寄存器的參考代碼。如果名稱不匹配，則編譯器就報(bào)告出錯(cuò)。有效的控制寄存器如表6.3所示。表6.3有效的控制寄存器

C寄存器關(guān)鍵字僅用在顯示文件中，不必在函數(shù)中作任何的聲明?？蓱?yīng)用在整數(shù)或指針類型對(duì)象中，但不允許應(yīng)用在浮點(diǎn)或結(jié)構(gòu)型或邏輯對(duì)象中。

C寄存器關(guān)鍵字指明對(duì)象不能是變量。如果所用的控制寄存器是變量(即可通過外部控制來改變其值)，那么這個(gè)對(duì)象也可以用變量關(guān)鍵字聲明。如果要用表6.3中的控制寄存器，用戶必須按照下面方式聲明：externcregistervolatileunsignedintregister；一旦聲明了寄存器，用戶就可以直接用這個(gè)寄存器的名稱。例6.4定義和使用控制寄存器

externcreglsgervolatileunsignedintIE;

externcreglster

volatiltunsignedintIF;

externcreglsgervolatileunsignedintIOF;

externcreglster

volatiltunsignedintST;

unsignedmyfunc{unsignedintmask}

{

while{ST&maskintmask–0}/*Donothing;wait*/;

returnIOF;

}

2．near和far關(guān)鍵字

C3x/C4x的C編譯器擴(kuò)展了C語言功能，增加的near和far關(guān)鍵字是用來說明C編譯器是如何訪問全局和靜態(tài)變量以及如何調(diào)用函數(shù)的。在句法上，near和far關(guān)鍵字被看做存儲(chǔ)類變址數(shù)，它們可以出現(xiàn)在保存類聲明和類型的之前、之后和中間。兩個(gè)保存類變址不可以在一個(gè)聲明中同時(shí)應(yīng)用，例如：

farstaticintx；

staticnearintx；

staticintfatx；

farintf∞()；

staticfarintf∞()；

1)?near和far數(shù)據(jù)對(duì)象全局和靜態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象可以通過下面兩種方式訪問：near關(guān)鍵字——編譯器對(duì)數(shù)據(jù)的訪問采取相對(duì)數(shù)據(jù)頁指針方式，如：stir0，@_var

far關(guān)鍵字——編譯器不能通過DP訪問數(shù)據(jù)。但是如果數(shù)據(jù)的量大于DP所允許的32K字時(shí)，就可以采用DP訪問，例如：

ldiu@cll，ar0stir0，*ar0這里cll是包含在.bss中的變量的地址。默認(rèn)情況下，編譯器產(chǎn)生小的存儲(chǔ)模型代碼，這意味每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象都被當(dāng)作near關(guān)鍵字，除非它被聲明為far關(guān)鍵字。如果對(duì)象聲明為near關(guān)鍵字，一般的用相對(duì)于數(shù)據(jù)頁指針的偏移尋址。數(shù)據(jù)頁指針指向?.bss段的開始。如果-ml,-mb和-mf這些選項(xiàng)被用，則可改變默認(rèn)的設(shè)定值。大存儲(chǔ)器模型代碼，意思是每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象被當(dāng)作far關(guān)鍵字來處理并生成相應(yīng)的代碼。如果用DATA_SECTION，對(duì)象就會(huì)被確認(rèn)為far變量，并且不能更改。這樣就保證對(duì)不同數(shù)據(jù)頁中的變量進(jìn)行存取。

2)?near和far函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用可采用以下兩種方式之一

near關(guān)鍵字——編譯器假定調(diào)用的目的操作數(shù)在所調(diào)用的224字節(jié)內(nèi)，編譯器用PC相對(duì)尋址方式調(diào)用指令：

call_func

far關(guān)鍵字——用戶通知編譯器調(diào)用的不在調(diào)用的224字節(jié)之內(nèi)，編譯器所用的調(diào)用指令為寄存器尋址模式：

ldiu@cll,ro

callu,ro這里cll常量在.bss中為函數(shù)的地址。6.3.3寄存器變量

TMS320C3x/4xC編譯器對(duì)寄存器變量的處理依靠用戶是否用優(yōu)化器來決定。用優(yōu)化器的編譯——編譯器忽略寄存器的任何聲明，在優(yōu)化時(shí)把所有的變量都當(dāng)作寄存器變量來處理。不用優(yōu)化器的編譯——如果用戶用了寄存器關(guān)鍵字，建議把該變量分配到所選的寄存器中。8個(gè)寄存器在每個(gè)函數(shù)中都用作寄存器變量?！ぜ拇嫫鱎4和R5保留為整數(shù)寄存器變量；·

寄存器R6和R7保留為浮點(diǎn)數(shù)寄存器變量；·四個(gè)寄存器AR4～AR7保留指針或整數(shù)變量。任何標(biāo)量(整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)或指針)的對(duì)象都可以聲明為寄存器變量。寄存器標(biāo)示符被忽略為任何類型的對(duì)象。寄存器保存類是有其意義的參數(shù)，或是邏輯變量。如果應(yīng)用基于棧的調(diào)用約定，那么聲明作寄存器的參數(shù)正常地傳入到堆棧并通過函數(shù)入口移入到寄存器中。這有利于參數(shù)在函數(shù)中訪問該參數(shù)。如果參數(shù)不被聲明為寄存器，那么參數(shù)就會(huì)在函數(shù)中分配一定的邏輯空間并保存起來，作為函數(shù)開始執(zhí)行的地方。6.3.4Pragma

指令(預(yù)處理指令)

Pragma

指令指示編譯器所對(duì)應(yīng)的處理器如何處理函數(shù)。TMS320C3x/C4xC編譯器支持下面的pragmas：

CODE_SECTION

DATA_SECTION

FUNC_CANNOT_INLINE

FUNC_EXT_CALLED

FUNC_IS_PURE

FUNC_IS_SYSTEM

FUNC_NEVER_RETURNS

FUNC_NO_GLOBAL_ASG

FUNC_NO_IND_ASG

INTERRUPT

這里所指的func和symbol必須在文件內(nèi)，也就是說，用戶不能在函數(shù)體內(nèi)定義和聲明它們。即用戶必須確定該pragma在函數(shù)體外，并且必須聲明、定義所用到的func

和symbol操作。如果用戶不遵循以下規(guī)則，則編譯器會(huì)發(fā)出警告。

1)?CODE_SECTIONPragma此pragma為段名sectionname分配一個(gè)代碼空間，語法如下：#pragmaCODE_SECTION(symbol,"sectionname");該段在編譯器用?.sect匯編器指令聲明。如果段名的長(zhǎng)度大于8個(gè)字符，用戶需要應(yīng)用COFF2聲時(shí)。如果用戶想把目標(biāo)代碼與從.bss段分離出來的空間鏈接，則該pragma是有用的。例6.5CODE_SECTION預(yù)處理的使用

(a)Csourcefile

#pragmaCODE_SECTION{fn,"my_sect"}

intfn(intx)

{

returnc;

}

(b)Assemblysourcefile

.sect"my_sect"

.global_fn

2)?DATA_SECTIONPragma此pragma為段名sectionname分配一個(gè)數(shù)據(jù)空間，語法如下：

#pragmaDATA_SECTION(symbol,"sectionname");如果用戶想把目標(biāo)數(shù)據(jù)與從.bss段分離出來的空間鏈接，則該pragma是有用的。如果段名的長(zhǎng)度大于8個(gè)字符，則用戶需要應(yīng)用COFF2。例6.6DATA_SECTION預(yù)處理的使用。

(a)Csourcefile

#pragmaCODE_SECTION{fn,"my_sect"}

charbufferA[512];

charbufferB[512];

(b)Assemblysourcefile

.global_bufferA

.bss_bufferA,512

.blobal_bufferB

_bufferB： .usect"my_sect",512,1

3)?FUNC_CANNOT_INLINEPragma該pragma指示編譯器不能擴(kuò)展有名稱的函數(shù)。任何用該pragma

命名的函數(shù)優(yōu)于用戶以任何其他方式(例如用內(nèi)部的關(guān)鍵字)指出inlining。該pragma必須出現(xiàn)在聲明或用戶參考函數(shù)內(nèi)。此pragma的語法如下：

#pragmaFUNC_CANNOT_INLINE(func);自變量func

是C函數(shù)的名稱，此函數(shù)不能是內(nèi)嵌的。

4)?FUNC_EXT_CALLEDPragma當(dāng)用戶用-pm選項(xiàng)時(shí)，編譯器用程序等級(jí)最優(yōu)化。當(dāng)用戶用這種最優(yōu)化的類型時(shí)，編譯器將通過主函數(shù)直接或間接的去掉沒調(diào)用的函數(shù)。這樣，用戶可以通過手控代碼調(diào)用而不是用主函數(shù)。該pragma指明了優(yōu)化器可以控制C函數(shù)，并調(diào)用這些C函數(shù)或其他的函數(shù)。這些函數(shù)就作為C語言的入口地址。該pragma的定義必須在聲明或用戶想引用的函數(shù)之前。語法如下：

#pragmaFUNC_EXT_CALLED(func);

變量func是用戶所定義的C函數(shù)的名稱。

5)?FUNC_IS_PUREPragma該pragma指明了優(yōu)化器對(duì)有名稱函數(shù)的影響。編譯器按照下面情況處理這種影響：

·如果函數(shù)的值不需要，則刪除調(diào)用的函數(shù)；

·

刪除相同的函數(shù)。該pragma的定義必須在聲明或用到的函數(shù)之前，語法如下：

#pragmaFUNC_IS_PURE(func);變量func是C函數(shù)的名稱。

6)?FUNC_IS_SYSTEMPragma

該pragma指明優(yōu)化器可優(yōu)化有名稱的函數(shù)的行為，此行為是針對(duì)有名稱函數(shù)的ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義的。該pragma的定義必須出現(xiàn)在聲明或所用到的函數(shù)之前，語法如下：

#pragmaFUNC_IS_SYSTEM(func);變量func是C函數(shù)的名稱，此函數(shù)被當(dāng)作ANSI標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)來處理。

7)?FUNC_NEVER_RETURNSPragma該pragma指明優(yōu)化器優(yōu)化從不返回到所調(diào)用函數(shù)的位置。該pragma的定義必須出現(xiàn)在聲明或所用到的函數(shù)之前，語法如下：

#pragmaFUNC_NEVER_RETURNS(func);變量func是不可返回調(diào)用C函數(shù)的名稱。

8)?FUNC_NO_GLOBAL_ASGPragma該pragma指明優(yōu)化器優(yōu)化沒有配置有名稱的全局變量和不包含asm語句的函數(shù)。該pragma的定義必須出現(xiàn)在聲明或所用到的函數(shù)之前，語法如下：

#pragmaFUNC_NO_GLOBAL_ASG(func);變量func是沒有配置的C函數(shù)的名稱。

9)?FUNC_NO_IND_ASGPragma該pragma指明優(yōu)化器優(yōu)化通過指針沒有配置和不包含asm語句的函數(shù)。該pragma的定義必須出現(xiàn)在聲明或所用到的函數(shù)之前，語法如下：

#pragmaFUNC_NO_IND_ASG(func);變量func是沒有配置的C函數(shù)的名稱。

10)?INTERRUPTPragma該pragma可使用戶用C代碼直接處理中斷。變量func是函數(shù)的名稱。語法如下：

#pragmaINTERRUPT(func);除了c_int00需要保留為C程序復(fù)位中斷名稱外，其他中斷名稱都不需要遵循賦名的規(guī)則。6.3.5asm語句

TMS320C3x/C4xC編譯器允許用戶嵌套TMS320C3x/C4x匯編語言指令。Asm語句在語法構(gòu)成上與調(diào)用有名稱的asm一樣，用一個(gè)常量串聲明：

asm("assemblertext")；編譯器直接把聲明串拷貝到用戶輸出文件?.assemblertext中，并且數(shù)據(jù)格式必須是雙精度的。所有的字符串輸出代碼保留它們的初始值。例如，用戶可以插入一個(gè).string命令，格式如下：

asm("STR：.string\"abc"\")；所插入的代碼必須是合法的匯編語言語句。像所有的匯編語言語句一樣，這一行必須以標(biāo)識(shí)符(label)開始，接下來是空格(blank)、標(biāo)號(hào)(tab)，或注釋(星號(hào)或分號(hào)開始)。編譯器不檢查字符串，如果有錯(cuò)，將由匯編器檢查。若需要更多的信息，請(qǐng)參考TMS320C3x/C4x匯編語言工具用戶手冊(cè)。這里寫asm語句不必嚴(yán)格按照正常的C語言語法：它們將作為語句或聲明甚至在塊外出現(xiàn)。在編譯模塊的開始處插入即可。注意：需要特別小心用asm語句時(shí)不要破壞C環(huán)境。編譯器不檢查插入的指令。若插入跳轉(zhuǎn)和標(biāo)識(shí)符到C代碼中，則可能引起不可預(yù)料的結(jié)果；若用到改變段或其他影響匯編環(huán)境的指令也可能引起麻煩。在用優(yōu)化器對(duì)匯編語句進(jìn)行優(yōu)化時(shí)要特別小心。盡管優(yōu)化器不能刪除asm指令，但它可以重新安排asm指令附近的代碼順序，這樣就可能引起不可預(yù)料的結(jié)果。asm命令可使用戶訪問硬件，而C語言則不可以。6.3.6初始化靜態(tài)和全局變量

ANSIC標(biāo)準(zhǔn)指明在沒有初始化的靜態(tài)和全局變量時(shí)，必須在程序執(zhí)行前明確地初始化(賦初始化值0)。在程序被裝載時(shí)，初始化的工作就已經(jīng)完成。因?yàn)檠b載過程依靠系統(tǒng)的環(huán)境，TMS320C3x/C4xC編譯器本身不能預(yù)先初始化變量。如果用戶導(dǎo)入的程序不是預(yù)先初始化的變量，用戶必須用連接器在目標(biāo)文件中初始化變量(賦初始值0)。在連接器命令文件中，.bss段用0填充，如下：

SECTIONS

{

...

.bss:{}=0x00;

...

}由于鏈接器向輸出COFF文件中寫入了一個(gè)賦0的.bss段，這種方法可能使輸出文件的尺寸急劇增加。用常量可限定類初始化靜態(tài)和全局變量。限定類的靜態(tài)常量和全局變量初始化不同于其他類型的靜態(tài)常量和全局變量。沒有明確初始化的靜態(tài)常量和全局變量可能會(huì)在初始化前被賦0。例如：constintzero;/*maynotbeinitializedtozero*/

初始化為全局變量的所有常量被放置在.cinit段中。在表達(dá)式中，初始化為局部變量的所有常量或者放置在CONST表或者用立即尋址裝載。限定類常量的初始化值不被放在.const段，因?yàn)檫@個(gè)值必須用直接尋址對(duì)其訪問。利用小的存儲(chǔ)器模塊，如果該值被放在.const段，則要求.bss和.const段必須在同一頁中。CONST表和.const段是不一樣的。CONST表包括如下內(nèi)容：整數(shù)常量表達(dá)式的寬度多于16位；浮點(diǎn)數(shù)常量表達(dá)式為指數(shù)多于4位或尾數(shù)多于11位；整數(shù)局部變量初始化值多于16位；浮點(diǎn)數(shù)局部變量初始化值為指數(shù)多于4位或尾數(shù)多于11位；全局變量的地址；字符串常量的地址。.const段內(nèi)容如下：轉(zhuǎn)變聲明表；不許初始化全局變量的字符串常量；用作big模型的CONST表。6.4基于C語言的DSP芯片開發(fā)的運(yùn)行環(huán)境6.4.1存儲(chǔ)器模式

C編譯器把存儲(chǔ)器作為單個(gè)線性塊處理，這個(gè)線性塊被分成代碼和數(shù)據(jù)子塊。C程序生成的每個(gè)代碼和數(shù)據(jù)塊都被放置在連續(xù)的存儲(chǔ)器空間中。編譯器假定32位的目標(biāo)存儲(chǔ)器地址空間都是可利用的。特別需要注意的是由鏈接器定義的存儲(chǔ)器映射。鏈接器定義的存儲(chǔ)器映射把代碼和數(shù)據(jù)分配到目標(biāo)存儲(chǔ)器中。如果編譯器不清楚存儲(chǔ)器映射的類型，則所有位置都不能裝載代碼或數(shù)據(jù)，或任何位置都被保留為I/O段。編譯器生成的可重置代碼允許鏈接器把代碼和數(shù)據(jù)分配到合適的存儲(chǔ)器空間中。例如，用戶可以用鏈接器分配全局變量到內(nèi)部快速RAM中或分配可執(zhí)行代碼到內(nèi)部ROM中。

1．C編譯器生成的段

C編譯器對(duì)C語言程序編譯后可產(chǎn)生6個(gè)重定位的代碼和數(shù)據(jù)塊，這些塊也就是所謂的段，它們可以用不同的方式分配至存儲(chǔ)器中，以符合不同系統(tǒng)配置的需要。這6個(gè)段可以分為兩種類型，一種是已初始化段，另一種是未初始化段。已初始化的段主要包含數(shù)據(jù)表和可執(zhí)行代碼。C編譯器有3個(gè)已初始化的段：.text、

.cinit和?.const。

.text段包含所有可執(zhí)行代碼以及浮點(diǎn)數(shù)常量；

.cinit段包含初始化變量和常量表；

.const段包含浮點(diǎn)數(shù)常量和swich表。未初始化段用于保留存儲(chǔ)器空間，程序可以用這些空間在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建和存儲(chǔ)變量。編譯器支持3個(gè)未初始化的段：.bss,.stack和.sysmem。

.bss段為全局和靜態(tài)變量保留空間，在小模型中，.bss段也為常量表保留空間。在程序運(yùn)行時(shí)，C初始化程序從.cinit段中拷貝數(shù)據(jù)(可能在ROM中)并把它保存在.bss段中。

.stack段為系統(tǒng)堆棧分配空間。這時(shí)存儲(chǔ)器用作向函數(shù)傳遞變量以及分配局部變量。

.system段為存儲(chǔ)器組合或存儲(chǔ)器組，為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器函數(shù)malloc、calloc和realloc分配存儲(chǔ)器空間。當(dāng)然，若C程序沒有用到這些函數(shù)，編譯器就不創(chuàng)建.system段。鏈接器從不同的模式下取出的單個(gè)段并且把名字相同的段合并在一起生成輸出段。需要清楚的是匯編器可產(chǎn)生3個(gè)默認(rèn)的段((.text、.bss和.data)；然而C編譯器不用.data段。

C語言程序是由編譯器的輸出段和匯編器?.data段組成的。連接器從不同的模塊取出單個(gè)的段并且把名字相同的段合并在一起生成輸出段。用戶可以把這些輸出段放在所需要的任何地址處以滿足系統(tǒng)的需要。.text、.cinit、.const和.data段在ROM或RAM中連在一起；.bss、.stack和.system段在RAM中連在一起。需要注意的是，.bss

和.const段必須被分配在同一64K的數(shù)據(jù)頁內(nèi)。

2．C系統(tǒng)堆棧

C編譯器利用TMS320C3x/C4x內(nèi)置的堆棧機(jī)制實(shí)現(xiàn)如下功能：

(1)保護(hù)函數(shù)返回的地址；

(2)分配局部變量；

(3)傳遞函數(shù)變量；

(4)保存臨時(shí)結(jié)果；

(5)保護(hù)寄存器；

(6)保護(hù)處理器的狀態(tài)。堆棧操作是從低地址向高地址增加的。編譯器利用兩個(gè)輔助寄存器來管理堆棧：SP：堆棧指針(SP)，指向當(dāng)前堆棧的棧頂；

AR3：幀指針，指向當(dāng)前局部幀的開始，每一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)都要在棧頂建立一個(gè)新的局部幀，用來保存局部和臨時(shí)的變量。

C運(yùn)行環(huán)境在調(diào)用C函數(shù)時(shí)自動(dòng)管理這些寄存器。如果用戶在匯編語言使用這些堆棧，一定要確保正確的使用它們。堆棧尺寸可由鏈接器利用全局符號(hào)__STACK_SIZE來設(shè)定，對(duì)其賦值即定義堆棧的大小。默認(rèn)的堆棧大小為1K(400h)字，它適合于片內(nèi)的任何一RAM塊。用戶也可在鏈接器的命令行中利用-stack選項(xiàng)和在選項(xiàng)后用常量指明堆棧的大小，以改變堆棧的大小。在系統(tǒng)初始化后，SP所指定的地址為堆棧的的底部。這個(gè)地址為.stack段中的首地址。由于堆棧的位置是由.stack段分配所決定的，而實(shí)際的位置是在連接階段確定的。如果用戶配置的堆棧在存儲(chǔ)器的最后的段(高地址)，則堆棧可在存儲(chǔ)器空間中無限增長(zhǎng)。特別注意的是，由于C編譯器不提供檢查堆棧溢出的方法，因此必須保證有足夠的空間用于堆棧；否則將發(fā)生溢出現(xiàn)象而破壞程序的運(yùn)行環(huán)境，從而導(dǎo)致程序的癱瘓。所以在編寫DSP程序和存儲(chǔ)器資源分配時(shí)，要注意防止堆棧溢出的發(fā)生。

3．動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器分配由編譯器提供的運(yùn)行支持庫包含了幾個(gè)允許用戶在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配存儲(chǔ)器函數(shù)(例如malloc、calloc和realloc)。動(dòng)態(tài)分配并不是C語言本身的標(biāo)準(zhǔn)，而是由標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行支持函數(shù)提供的。為全局pool或heap分配的存儲(chǔ)器定義在?.system段中。.system段的大小在鏈接時(shí)用-heap選項(xiàng)來設(shè)定，設(shè)置的方法是在-heap選項(xiàng)后面加一個(gè)常量來指定。同樣，鏈接器也創(chuàng)建一個(gè)全局符號(hào)__SYSMEM_SIZE，它的值為heap中的字?jǐn)?shù)目，默認(rèn)大小為1K字。動(dòng)態(tài)分配目標(biāo)不是直接尋址(經(jīng)常用指針訪問)，并且存儲(chǔ)器區(qū)在一個(gè)獨(dú)立的塊中，因此動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器區(qū)甚至在小的存儲(chǔ)器模式下也有無限的尺寸。所以，即使在程序中申請(qǐng)了大的數(shù)據(jù)目標(biāo)，也可以使用效率更高的小存儲(chǔ)器模式。為了在?.bss段中保留空間，用戶可用heap分配大的數(shù)組，以代替聲明為全局或靜態(tài)的。例如如下的聲明：

structbigtable[10000];用指針和調(diào)用函數(shù)來替代：

structbig*table

table=(structbig*)malloc(10000*sizeof(structbig));

4．存儲(chǔ)器大小模式編譯器支持兩個(gè)存儲(chǔ)器模式：大存儲(chǔ)器模式和小存儲(chǔ)器模式。這兩種模式影響.bss如何分配存儲(chǔ)器空間。兩種模型下的.text和/或?.cinit段的尺寸都不受限制。但兩種模型下的單個(gè)函數(shù)限制在32K字的代碼或更少內(nèi)，這允許編譯器在整個(gè)函數(shù)范圍內(nèi)利用相對(duì)條件跳轉(zhuǎn)。

(1)小存儲(chǔ)器模式：編譯器默認(rèn)的存儲(chǔ)器模式。在這種模式下，要求整個(gè).bss段能匹配一個(gè)64?KB字的存儲(chǔ)器在數(shù)據(jù)頁內(nèi)。這意味著在程序中的靜態(tài)和全局?jǐn)?shù)據(jù)的空間必須小于64?K字，并且.bss也不能超過64?K字地址范圍。編譯器在運(yùn)行初始化時(shí)，將數(shù)據(jù)頁指針寄存器指向.bss的開始。隨后，編譯器就可以用直接尋址(@)訪問.bss中所有的目標(biāo)(如全局變量、靜態(tài)變量和常數(shù)表)，而不用修改DP寄存器。

(2)大存儲(chǔ)器模式：大模式和小模式的區(qū)別是它不限制.bss塊的大小，因此對(duì)于全局和靜態(tài)變量來說，可用空間是無限的。然而當(dāng)編譯器訪問保存在.bss中的任何全局或靜態(tài)變量時(shí)，編譯器首先保證DP準(zhǔn)確的指向目標(biāo)所在的存儲(chǔ)頁。為了做到這一點(diǎn)，編譯器在每次訪問靜態(tài)或全局?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，必須用LDP或LDPK指令設(shè)置DP寄存器。由于加了這條指令，不僅增加了一個(gè)指令字，而且可能引入3個(gè)指令周期或2個(gè)指令周期。例如,下面是C編譯器生成的匯編語言，它是使用LPD指令在訪問全局變量x之前設(shè)置DP寄存器的例子：***_xisaglobalvariable***

LDP_x；1extraword,1cycle

LDI@_x，R0；3cycles(2pipelinedelays)為了應(yīng)用大存儲(chǔ)器模式，-mb選項(xiàng)調(diào)用編譯器。兩種模式下都不限制.text和.cinit段的大小，單個(gè)函數(shù)的大小限制在32K字之內(nèi)。

5．RAM和ROM模型

C編譯器產(chǎn)生的代碼適合于基于ROM系統(tǒng)中的應(yīng)用。在這樣一個(gè)系統(tǒng)中，.cinit段中的初始化表保存在ROM中。在系統(tǒng)初始化期間，C初始化程序把這些表中的數(shù)據(jù)從ROM拷貝到?.bss中。程序是直接從目標(biāo)文件裝載到存儲(chǔ)器中，然后運(yùn)行該程序的。這樣做，避免了.cinit段占用存儲(chǔ)器中的空間。用戶定義的初始化程序直接從目標(biāo)文件讀取初始化表(而不是從ROM中)并且在裝載時(shí)間(而非運(yùn)行時(shí)間)直接執(zhí)行初始化。用戶可通過應(yīng)用-cr鏈接器選項(xiàng)把部分內(nèi)容送到鏈接器。6.4.2目標(biāo)請(qǐng)求本節(jié)說明不同的數(shù)據(jù)目標(biāo)如何配置大小、排列和訪問。

1．?dāng)?shù)據(jù)類型保存所有的基本類型都是32位寬度并且保存在存儲(chǔ)器中。除了位元被合成字，其他的都不能被合并。位元以聲明的順序從低位到高位配置。并不是所有的對(duì)象有排列請(qǐng)求的類型，任何類型被保存32位字寬。結(jié)構(gòu)或數(shù)組類的單元目標(biāo)被單個(gè)保存，但單元不被排列為結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)(除非單元是位元)。整數(shù)類型的char,short

int

和long與無符號(hào)的是一樣的。列舉類型的目標(biāo)作為32位的字對(duì)待。浮點(diǎn)數(shù)和雙精度類型與TMS320C3x/4x指明的32位浮點(diǎn)數(shù)格式相同。長(zhǎng)雙精度類型為40位

2．長(zhǎng)立即數(shù)

TMS320C3x/C4x指令沒有立即操作數(shù)長(zhǎng)度超過16位的。編譯器有時(shí)需要用常量長(zhǎng)度大于16位。有符號(hào)整數(shù)常量有效的非符號(hào)位多于15位，無符號(hào)整數(shù)的有效位多于16位，或浮點(diǎn)數(shù)常量的尾數(shù)有效非符號(hào)位多于11位。

3．尋址全局變量編譯器生成的全局和靜態(tài)符號(hào)的地址為變址寄存器或操作指針。因?yàn)檫@些地址為32位寬度，而立即操作數(shù)限制在16位，所以這些地址當(dāng)作長(zhǎng)常量處理。

4．字符串常量在C語言中，字符串常量以下面兩種方式應(yīng)用：

(1)初始化字符數(shù)組，例如：chars[]="abc"；當(dāng)字符串被初始化時(shí)，它常常被當(dāng)作已初始化數(shù)組處理，每個(gè)字符都必須被初始化。

(2)字符串用在表達(dá)式中，例如：strcpy(s,，"abc")；

當(dāng)字符串用在表達(dá)式中時(shí)，字符串本身用.byte匯編器指令在.const段中定義，與唯一的標(biāo)號(hào)一起指向字符串。在下面的例子中，標(biāo)號(hào)SL5指向上面例子的字符串：

.const

SL5.byte“abc”，0字符串標(biāo)號(hào)有SLn，其中n為編譯器分配的一個(gè)標(biāo)號(hào)，這些標(biāo)號(hào)從0開始逐漸加1，在源模塊中所有的字符串都在編譯的匯編語言模塊的結(jié)束處定義。標(biāo)號(hào)SLn代表字符串常量的地址。編譯器用這個(gè)標(biāo)號(hào)在表達(dá)式中引用該字符串。像所有的靜態(tài)目標(biāo)一樣，為了能對(duì)這個(gè)地址訪問，它必須保存在常量表中。因此處理在.const段中保存字符串本身外，編譯器還用下面的指令保存常量表中字符串地址：.wordSLn。如果同樣的字符串在源模塊中被多次引用，則該字符串將不在存儲(chǔ)器中復(fù)制。一個(gè)確定的字符串常量所有應(yīng)用都必須先對(duì)字符串單個(gè)定義。因?yàn)樽址４嬖?const段(可能在ROM)并被分享，因此對(duì)于程序來說，修改字符串常量是不實(shí)際的。下面的例子是一個(gè)不正確的使用字符串的例子：

char*a="abc"

a[1]='x' ；/*Incorrect!*/

5．常量表常量表包含了所有編譯器訪問的所有的目標(biāo)，但是字長(zhǎng)太寬時(shí)不能用作立即操作數(shù)。這樣的目標(biāo)如下：

(1)整數(shù)常量寬度多于16位；

(2)浮點(diǎn)常量指數(shù)多于4位或尾數(shù)位數(shù)多于11位；

(3)整數(shù)局部變量初始化長(zhǎng)度多于16位；

(4)浮點(diǎn)數(shù)局部變量初始化指數(shù)多于4位或尾數(shù)多于11位；

(5)全局變量的地址；

(6)字符串常量的地址。常量表僅僅是一個(gè)存儲(chǔ)器塊包含了所有的目標(biāo)。編譯器建立的常量表通過應(yīng)用.word和.float匯編指令在源模塊的結(jié)束處。表中的每一個(gè)入口占用一個(gè)字。CONST標(biāo)號(hào)為表的起始地址，例如：

CONST： .word011223344h;32bitconstant

.float3.14159265;floating–point

.word_globvar;addressofglobal

.wordSL23;addressofstring在表中的目標(biāo)用直接尋址訪問，如：

LDI@const+offset,R0在這個(gè)例子中，偏移offset被放入到所需目標(biāo)的常量表中。它與字符串常量一起，用在源模塊中明確的常量。在常量表中它們分享一個(gè)入口。在大存儲(chǔ)器模式中，常量表在.const段中建立(不能在RAM中拷貝)。編譯器必須保證DP寄存器在訪問表中的目標(biāo)之前(與訪問全局變量完全一樣)正確的裝載。這就要求在對(duì)常量表的每一次訪問時(shí)都需要LDP指令。然而，在小存儲(chǔ)器模式中，為了避免正裝載的DP被覆蓋，故要求直接尋址的所有全局變量以及常量表目標(biāo)被保存在同一存儲(chǔ)器頁中。當(dāng)然，全局變量必須保存在RAM中。對(duì)于ROM中的代碼，常量表必須在ROM中，為了在同一頁取出它們，引導(dǎo)程序必須從臨時(shí)保存在ROM的常量表拷貝到RAM中全局頁中。編譯器通過向?.cinit段中的常量表放置數(shù)據(jù)來完成該項(xiàng)工作并且在表?.bss中分配空間。這樣常量表就通過自動(dòng)操作自動(dòng)地在RAM中建立。特別需要注意是，小存儲(chǔ)器模式對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)頁的總尺寸限制在為64K字以內(nèi)。正如所有的初始化一樣，用戶需要避免.cinit段要求的存儲(chǔ)器的額外應(yīng)用通過-cr鏈接器選項(xiàng)和智能的引導(dǎo)程序直接實(shí)現(xiàn)初始化。6.4.3寄存器規(guī)則在C編譯環(huán)境中，對(duì)寄存器分配和操作有嚴(yán)格的規(guī)則。如果用戶要求匯編語言程序與C程序接口，掌握這些寄存器規(guī)則是很重要的。寄存器規(guī)則明確了編譯器如何使用寄存器以及在函數(shù)調(diào)用過程中如何保護(hù)寄存器。有兩種寄存器變量：在調(diào)用時(shí)得到保護(hù)和在入口時(shí)得到保護(hù)。這兩種方式的不同在于，調(diào)用程序時(shí)保護(hù)的方法不一樣。調(diào)用函數(shù)時(shí)，被調(diào)用函數(shù)的功能是保護(hù)某些寄存器，這些寄存器就不必由調(diào)用者保護(hù)。如果調(diào)用者需要使用沒有保護(hù)的寄存器，則調(diào)用者在調(diào)用函數(shù)之前必須予以保護(hù)。需要注意的是，編譯器使用寄存器的方式對(duì)是否使用優(yōu)化選項(xiàng)(-o)是不同的。對(duì)優(yōu)化編譯來說，需用額外的寄存器作為寄存器變量以提高程序的運(yùn)行效率。但是函數(shù)調(diào)用時(shí)保護(hù)寄存器的規(guī)則是一樣的。表6.4列出了編譯器如何應(yīng)用寄存器并指明了哪些寄存器在函數(shù)調(diào)用時(shí)得到保護(hù)。表6.4寄存器使用和保護(hù)規(guī)則寄存器未優(yōu)化時(shí)的使用優(yōu)化時(shí)的使用調(diào)用時(shí)的保護(hù)情況R0整數(shù)和FP表達(dá)式標(biāo)量返回值整數(shù)和FP表達(dá)式標(biāo)量返回值不保護(hù)R1整數(shù)和FP表達(dá)式整數(shù)和FP表達(dá)式不保護(hù)R2～R3整數(shù)和FP表達(dá)式整數(shù)和FP寄存器變量不保護(hù)R4～R5整數(shù)寄存器變量整數(shù)和FP寄存器變量保護(hù)整數(shù)部分R6～R7FP寄存器變量整數(shù)和FP寄存器變量整數(shù)寄存器變量保護(hù)浮點(diǎn)數(shù)部分AR0～AR1指針表達(dá)式指針表達(dá)式不保護(hù)AR2指針表達(dá)式整數(shù)和指針寄存器變量不保護(hù)AR3幀指針(FP)幀指針(FP)保護(hù)AR4～AR7指針寄存器變量指針寄存器變量保護(hù)IR0擴(kuò)展的幀偏移量擴(kuò)展的幀偏移量不保護(hù)IR1擴(kuò)展的幀偏移量整數(shù)寄存器變量不保護(hù)BK不使用整數(shù)寄存器變量不保護(hù)RS、RC、RE塊(結(jié)構(gòu))拷貝塊結(jié)構(gòu)拷貝，塊重復(fù)循環(huán)，整數(shù)寄存器變量不保護(hù)SP堆棧指針堆棧指針保護(hù)DP訪問全局變量(僅大模式)訪問全局變量(僅大模式)小模式保護(hù)大模式不保護(hù)

1．寄存器變量寄存器變量是定義在寄存器而不是在存儲(chǔ)器中的局部變量或編譯器臨存值。在寄存器中保存局部變量可以加快訪問的速度，從而提高編譯代碼的執(zhí)行效率。有8個(gè)寄存器用于存儲(chǔ)寄存器變量，如表6.5所示。表6.5用于寄存器變量的寄存器上述寄存器在函數(shù)調(diào)用時(shí)得以保護(hù)。當(dāng)函數(shù)使用寄存器變量時(shí)，必須在在每次使用時(shí)保護(hù)寄存器的內(nèi)容，然后在函數(shù)返回時(shí)予以恢復(fù)保存的內(nèi)容。這樣就保證了被調(diào)用函數(shù)不破壞調(diào)用者的寄存器變量。當(dāng)用戶不用優(yōu)化器時(shí)，用戶用寄存器關(guān)鍵字分配寄存器變量。如果寄存器中的值在調(diào)用時(shí)需要保護(hù)，那么就需要代碼生成器按照表6.4列出的分配寄存器變量。如果函數(shù)聲明的寄存器變量多于所能用的，那么多余變量被處理為自動(dòng)變量并且被保存在存儲(chǔ)器的局部幀中。當(dāng)用戶用優(yōu)化器時(shí)，編譯器則忽略寄存器關(guān)鍵字，并且把所有的變量當(dāng)作寄存器變量處理。編譯器分配盡可能多的變量給寄存器，這基于變量維持的時(shí)間以及應(yīng)用變量的時(shí)間。優(yōu)化器使用的額外寄存器如表6.6所示。表6.6優(yōu)化器使用的額外寄存器一般地，未列在表6.5中的寄存器不能在函數(shù)調(diào)用時(shí)得到保護(hù)，因此它們僅用作變量，該變量在任何調(diào)用時(shí)都不覆蓋。然而，如果-pm殼選項(xiàng)被用來產(chǎn)生一個(gè)匯編文件，編譯器就更加準(zhǔn)確地決定寄存器的用途并且可以安全地使用在表6.4中列出的寄存器中。

2．表達(dá)式寄存器編譯器可將那些不被用作存儲(chǔ)變量的寄存器用來存儲(chǔ)計(jì)算式的中間結(jié)果。編譯器可跟蹤每個(gè)寄存器當(dāng)前的內(nèi)容，并且以保護(hù)寄存器內(nèi)容的方式盡可能地將寄存器分配給表達(dá)式。這使得編譯器能夠重復(fù)使用寄存器數(shù)據(jù)，充分利用TMS320C3x/C4x的高效的寄存器尋址模式，從而可避免對(duì)變量和常量不必要的訪問。表達(dá)寄存器中的內(nèi)容在函數(shù)調(diào)用時(shí)不被保護(hù)。當(dāng)函數(shù)調(diào)用時(shí)，被用作保存臨時(shí)數(shù)據(jù)的任何寄存器在函數(shù)調(diào)用前被保存為局部幀。這樣就避免了被調(diào)用函數(shù)必須得到保護(hù)和重復(fù)使用表達(dá)式寄存器。如果編譯器需要另外一個(gè)寄存器保存計(jì)算表達(dá)式，則正被用作保存臨時(shí)數(shù)據(jù)的寄存器被保存為局部幀并用作分析表達(dá)式。

3．函數(shù)返回值一般地，當(dāng)函數(shù)返回任何類型的數(shù)據(jù)(整數(shù)、指針或浮點(diǎn)數(shù))時(shí)，函數(shù)返回的值都存放在R0。然而，在寄存器變量調(diào)用規(guī)則中，指針從AR0中返回。

4．堆棧和幀指針

TMS320C3x/C4xC編譯器采用傳統(tǒng)的機(jī)制來分配局部變量(非寄存器變量)并把參數(shù)傳遞給函數(shù)。當(dāng)函數(shù)要求局部保存時(shí)，函數(shù)就會(huì)在堆棧中產(chǎn)生它自己的工作區(qū)(即局部幀)。局部幀在函數(shù)調(diào)用時(shí)建立，在函數(shù)返回時(shí)撤銷并重新分配。堆棧指針(SP)和幀指針(FP)這兩個(gè)寄存器用于管理堆棧和局部幀。SP是堆棧管理的寄存器，編譯器使用SP的傳統(tǒng)方法為：隨著高地址，堆棧增加并且堆棧指針指向堆棧的頂部。寄存器AR3定義為幀指針(FP)。FP對(duì)當(dāng)前的函數(shù)來說指向局部幀起始或底部。所有在局部幀保存的所有數(shù)據(jù)用FP間接尋址。

SP和FP在函數(shù)調(diào)用時(shí)必須得到保護(hù)。函數(shù)調(diào)用自動(dòng)保護(hù)SP是因?yàn)樵谡{(diào)用函數(shù)時(shí)被壓入堆棧，從而在返回時(shí)彈出堆棧。

5．其它寄存器除了上述寄存器外，其他寄存器具有特殊的功能。數(shù)據(jù)頁指針(DP)：用來訪問全局和靜態(tài)變量。在小存儲(chǔ)模式下，DP在程序開始運(yùn)行時(shí)設(shè)置并且設(shè)置后從不改變。DP在小模式下可通過匯編語言修改，此時(shí)必須給予保護(hù)。索引寄存器(IR0和IR1)：用于數(shù)組下標(biāo)及偏移量超過8位時(shí)的間接尋址。另外，這兩個(gè)寄存器在不用作其它目的時(shí)，優(yōu)化器把其用作通用的整數(shù)型寄存器變量。在函數(shù)調(diào)用時(shí)都不被保護(hù)。

BK寄存器：僅被優(yōu)化器用作整數(shù)寄存器變量，其值在函數(shù)調(diào)用時(shí)不被保護(hù)。塊重復(fù)寄存器(RC，RE和RS)：在分配大于5個(gè)字的結(jié)構(gòu)時(shí)，編譯器用以產(chǎn)生有效的塊重復(fù)操作。這些寄存器如果不被用作塊重復(fù)操作時(shí)將被用作整數(shù)寄存器變量。重復(fù)寄存器值在函數(shù)調(diào)用時(shí)不被保護(hù)；因此RPTB和RPTS指令不能在循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)部。6.4.4函數(shù)結(jié)構(gòu)和調(diào)用規(guī)則

C編譯器對(duì)函數(shù)調(diào)用有一系列嚴(yán)格的規(guī)則。除了特殊的運(yùn)行支持函數(shù)外，任何函數(shù)被C函數(shù)調(diào)用或調(diào)用C函數(shù)的匯編語言時(shí)均必須遵守這個(gè)規(guī)則。否則可能破壞C運(yùn)行環(huán)境，造成程序失敗。典型的函數(shù)調(diào)用的例子如圖6.1所示。在這個(gè)例子中，表示出了函數(shù)中參數(shù)傳遞及函數(shù)應(yīng)用局部變量的情況。在調(diào)用函數(shù)之前的堆棧SP指向最后保存的寄存器，F(xiàn)P指向前一個(gè)FP。壓入自變量堆棧顯示的是在執(zhí)行已經(jīng)調(diào)用函數(shù)的第一匯編指令之前的堆棧。局部幀堆棧顯示的為所有幀分配后的堆棧。此堆棧中，SP指向最后保存的寄存器。這個(gè)例子說明了已調(diào)用函數(shù)的局部幀的分配情況。函數(shù)沒有參數(shù)傳遞給堆棧以及沒有局部變量分配給局部幀。如果用戶用寄存器參數(shù)模式，則某些變量或全部變量將通過寄存器傳遞而不是用堆棧傳遞。

1．采用標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行模式的函數(shù)調(diào)用一般地，采用標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行模式進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，需要執(zhí)行下面一系列工作：

(1)調(diào)用程序?qū)?shù)壓入堆棧。壓入時(shí)按照反序進(jìn)行，即最右邊的參數(shù)被首先壓入，最左邊參數(shù)被最后壓入。因此，當(dāng)函數(shù)調(diào)用時(shí)，把最右邊的參數(shù)放入堆棧的頂端。

(2)調(diào)用程序調(diào)用函數(shù)。

(3)當(dāng)被調(diào)用函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)，調(diào)用程序用下面指令將參數(shù)彈出堆棧：SUBIn，SP其中，n是為壓入堆棧的參數(shù)的序號(hào)。圖6.1在函數(shù)調(diào)用期間的堆棧的應(yīng)用

2．采用寄存器參數(shù)運(yùn)行模式的函數(shù)調(diào)用一般地，采用寄存器參數(shù)運(yùn)行模式進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，需要進(jìn)行下面一系列的工作：

(1)有6個(gè)寄存器用來傳遞參數(shù)。它們是AR2、R2、R3、RC、RS和RE。按照下面用法傳遞參數(shù)：①前2個(gè)浮點(diǎn)參數(shù)(float、double、longdouble)用R2和R3傳遞。②整數(shù)或指針變量用上面列出的其它寄存器傳遞，順序如6個(gè)寄存器列出的順序。注意structuresandunions作為整型自變量通過地址傳遞。③所有沒有分配給寄存器的參數(shù)，或者由于類型不匹配或所有寄存器已經(jīng)用完，按照反序壓入堆棧。第7個(gè)寄存器AR0通過地址返回到structuresandunions。下面列出幾個(gè)函數(shù)原型及其寄存器的參數(shù)情況。例6.7寄存器參數(shù)規(guī)則。

intf1(int*a，intb，intc)； /*函數(shù)調(diào)用*/AR2 R2R3用來放參數(shù)的寄存器

intf2(inta，floatb，int*c，structAd，floate，intf)；

AR2 R2RCRSR3RE

intf3(inta，int*b，floatc，intd，floate)；

R2 AR2R3RCSTACK

intf4(structxa，intb，intc，intd，inte，intf，intg，inth)；

AR2 R2R3RCRSRESTACKSTACK當(dāng)一個(gè)函數(shù)在說明中用省略號(hào)表明參數(shù)數(shù)目可變時(shí)，上述規(guī)則稍作變化。最后一個(gè)明確說明的參數(shù)用堆棧傳遞，這樣它的堆棧地址可用作訪問沒有說明的參數(shù)的參考，如：

intvararg(inta，intb，…)；

AR2STACKSTACK…

(2)調(diào)用程序調(diào)用函數(shù)。

(3)如果有參數(shù)被壓入堆棧，則調(diào)用程序?qū)?shù)彈出堆棧。

3．支持運(yùn)行函數(shù)的寄存器變量模式運(yùn)行支持的匯編文件采用了寄存器參數(shù)調(diào)用規(guī)則的修正版本。有4個(gè)寄存器，它們是R1、R2、R3和R4，按照下面的方式傳遞參數(shù)：

(1)整數(shù)、浮點(diǎn)和指針參數(shù)可在在上面列出的寄存器中傳遞；

(2)沒有分配給寄存器的參數(shù)(原因是類型不匹配或者是寄存器已用完)按照反序壓入堆棧。第5個(gè)寄存器AR0被用來通過地址返回到structuresandunions。AR0也可以用來返回指針。

4．被調(diào)用函數(shù)的工作當(dāng)一個(gè)函數(shù)被另一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)，必須按照下面的步驟(1)～(7)工作。但是如果函數(shù)沒有局部變量、沒有堆棧參數(shù)和不需要保存局部臨時(shí)參數(shù)時(shí)，下面的(1)和(6)不執(zhí)行。

(1)被調(diào)用函數(shù)設(shè)置局部幀。局部幀以下面的方式分配：①將原來的幀指針FP壓入堆棧保護(hù)；②將新的幀指針設(shè)置為當(dāng)前的SP；③將幀的大小加到SP。

(2)如果所調(diào)用的函數(shù)改變下面任一個(gè)寄存器，則必須壓入堆棧以保護(hù)它們的值。被調(diào)用函數(shù)可能在沒有保護(hù)寄存器內(nèi)容時(shí)就修正寄存器。

(3)執(zhí)行函數(shù)代碼。

(4)若函數(shù)的返回值為整數(shù)、指針或浮點(diǎn)數(shù)，函就數(shù)會(huì)把返回的值放入R0寄存器中。在修訂的寄存器參數(shù)調(diào)用規(guī)則中，指針返回到AR0寄存器。若函數(shù)返回置是一個(gè)結(jié)構(gòu)，則調(diào)用函數(shù)為這個(gè)結(jié)構(gòu)分配空間，然后返回空間的地址用AR0傳遞給已調(diào)用的函數(shù)。為了返回一個(gè)結(jié)構(gòu)，被調(diào)用的函數(shù)將結(jié)構(gòu)拷貝到AR0指向的存儲(chǔ)器塊中。但是調(diào)用函數(shù)如果不用返回值，則將AR0置為0，通知被調(diào)用函數(shù)不用拷貝返回結(jié)構(gòu)。在這種方式中，調(diào)用函數(shù)可智能地指定調(diào)用函數(shù)結(jié)構(gòu)返回處。例如：在語句s=f()中，s是結(jié)構(gòu)，f是返回結(jié)構(gòu)的一個(gè)函數(shù)，調(diào)用程序把s的地址放在AR0并且返回f。函數(shù)f直接把返回的結(jié)構(gòu)拷貝到s，自動(dòng)地執(zhí)行參數(shù)。用戶一定特別注意正確聲明返回結(jié)構(gòu)的函數(shù)。

(5)調(diào)用函數(shù)恢復(fù)所有被保護(hù)的寄存器。

(6)如有必要，撤銷局部幀。即將SP減去局部幀的大小，并且恢復(fù)原來的FP。

(7)恢復(fù)返回地址，并跳轉(zhuǎn)至該地址。函數(shù)中沒保存的寄存器可通過執(zhí)行RETS語句完成該功能。在其它函數(shù)中，編譯器把返回地址裝載到R1寄存器，并且利用延遲跳轉(zhuǎn)返回。延遲操作用來恢復(fù)寄存器的值和重新分配局部幀。

5．訪問函數(shù)參數(shù)和局部變量函數(shù)通過FP間接地訪問它的地址參數(shù)和局部非寄存器變量，F(xiàn)P總是指向局部幀的底部。因?yàn)镕P實(shí)際指向原來的FP，因而第一個(gè)局部變量尋址方法為：*+FP(1)其它的局部變量尋址方法與此相似，只不過將偏移量遞增而已，如第二個(gè)變量的尋址方法是?*+FP(2)。這種方法的最大偏移是255。當(dāng)局部變量偏移值超過255時(shí)，在訪問變量時(shí)，首先將偏移量值裝入到索引寄存器IRn中，然后用?*+FP(IRn)的方法尋址。與局部變量的尋址方法相同，堆棧參數(shù)的尋址也是采用FP加偏移量的尋址方法。所不同的是，這里的偏移量為負(fù)值。由于返回地址直接存在FP的下面，所以第一個(gè)函數(shù)參數(shù)的尋址方法為*-FP(2)其他參數(shù)的尋址偏移依次遞增，最大也為255，超過255時(shí)用IRn寄存器作偏移。所需注意的是，應(yīng)盡量避免使用大的偏移量，因?yàn)檫@會(huì)增加程序運(yùn)行的時(shí)間。超過255偏移量的尋址方法是：

LDIoffset，IRn

….*+FP(IRn)…采用寄存器參數(shù)時(shí)，調(diào)用函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)的類型和數(shù)量完全相符，以使調(diào)用函數(shù)可以找到參數(shù)。不用優(yōu)化編譯時(shí)，編譯器需用參數(shù)傳遞寄存器進(jìn)行表達(dá)式計(jì)算，因此參數(shù)在函數(shù)調(diào)用時(shí)被拷貝到局部幀中。采用優(yōu)化以編譯時(shí)，編譯器應(yīng)盡量將寄存器參數(shù)保存在原來的寄存器中。6.4.5中斷處理

C程序也可以作為中斷程序。當(dāng)C環(huán)境初始化時(shí)，初始化程序并不對(duì)處理器的中斷作任何初始化操作。實(shí)際上，由于硬件復(fù)位后，所有中斷是無效的，因此系統(tǒng)中的中斷實(shí)際上并沒有被使能。若系統(tǒng)中需要中斷功能，則必須對(duì)相應(yīng)的中斷作相應(yīng)的處理，由于沒有專門的C語句對(duì)中斷進(jìn)行使能或屏蔽，因此必須嵌入asm語句。當(dāng)C程序被中斷時(shí)，中斷程序必須保護(hù)所有用到的寄存器。對(duì)于擴(kuò)展精度寄存器來說，由于可能包含整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)，而中斷程序并不能確定寄存器中數(shù)值的類型，因此，中斷程序必須保護(hù)所有的40位數(shù)據(jù)。下面給出了一個(gè)中斷服務(wù)程序寄存器保護(hù)和恢復(fù)的例子。在這個(gè)例子中有兩個(gè)局部變量，并且使用了FP、SP、ST、R3、R4和AR4等寄存器。入口保護(hù)：PUSH FP ；saveoldFPLDI SP,FP ；setupnewFPADDI 2,SP ；allocatelocalframePUSH ST ；saveSTPUSH R3 ；savelower32bitsofR3PUSHF R3 ；saveupper32bitsofR3PUSH R4 ；savelower32bitsofR4PUSHF R4 ；saveupper32bitsofR3PUSH AR4 ；saveAR4ExitPOP AR4 ；restoreAR4POPF R4 ；restoreupper32bitsofR4POP R4 ；restorelower32bitsofR4POPF R3 ；restoreupper32bitsofR3POP R3 ；restorelower32bitsofR3SUBI 2,SP ；deallocatelocalframePOP FP ；restoreFramePointerPOP ST ；restoreStatusregisterreti請(qǐng)注意R3和R4的高位和低位是如何保存和和恢復(fù)的。任何擴(kuò)展精度寄存器都必須分兩部分保存。所有其它的寄存器作為整數(shù)保存。

C函數(shù)通過利用一個(gè)特殊的的函數(shù)名，可以直接處理中斷。其格式為c_intnn，其中nn為00到99的之間的兩位數(shù)。例如：c_int01就是一個(gè)有效的中斷函數(shù)名。當(dāng)編譯器遇到這些函數(shù)名中的其中一個(gè)時(shí)，編譯器產(chǎn)生的代碼就允許函數(shù)從中斷陷阱中被激活。

C_int00為C程序的入口點(diǎn)，是為系統(tǒng)復(fù)位中斷保留的。這個(gè)特殊的中斷程序用于系統(tǒng)的初始化和調(diào)用main函數(shù)。由于c_int00并沒有調(diào)用它的程序，因此它不需要保存任何寄存器。如果中斷程序不調(diào)用其它函數(shù)，則只有那些在中斷程序中用到的寄存器才予以保護(hù)。但是，如果C中斷程序調(diào)用其它函數(shù)，則中斷程序?qū)⒈Ｗo(hù)所有的表達(dá)式寄存器。

C中斷程序與其他的C程序一樣，因?yàn)樗梢杂芯植孔兞亢图拇嫫髯兞俊Ｈ欢谡f明中斷程序時(shí)，不能有參數(shù)傳遞。下面是一個(gè)中斷程序的例子：

intdataindataout

voidc_int05()

{

Datain=sample(dataout);

}中斷程序只要按照