淺談ADSP-TS101S嵌入式系統(tǒng)混合編程

　ADSP-TS101S是美國(guó)ADI公司推出的一款具有極高性能的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）芯片，其專為大信號(hào)處理任務(wù)和通信應(yīng)用進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在嵌人式信號(hào)處理中得到廣泛應(yīng)用。ADSP-TS101S的軟件設(shè)計(jì)可以采用匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言（C/C ）或高級(jí)語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程。完全采用匯編編程，執(zhí)行效率高，但對(duì)于復(fù)雜算法編寫難度大，開發(fā)周期長(zhǎng)，可讀性和可移植性差；而完全采用C編程雖然可以彌補(bǔ)匯編的缺陷，但是程序的執(zhí)行效率相對(duì)較低，大概只有匯編程序的10％～20％，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求很高的處理，如雷達(dá)信號(hào)處理，很難滿足要求。采用混合語(yǔ)言編程，用c語(yǔ)言構(gòu)建框架，用匯編完成運(yùn)算量較大的核心處理模塊及硬件底層管理，就可以把兩者的優(yōu)點(diǎn)有效地結(jié)合起來(lái)。C和匯編語(yǔ)言的混合編程有三種形式：一是對(duì)C程序編譯后形成的匯編程序進(jìn)行手工修改與優(yōu)化；二是直接在C代碼中插入?yún)R編語(yǔ)句，只需在匯編語(yǔ)句兩邊加上雙引號(hào)和括號(hào)，在括號(hào)前面加上標(biāo)識(shí)“asm“，如asm（“匯編語(yǔ)句”）；三是分別編寫C程序和匯編程序，再獨(dú)立編譯成目標(biāo)代碼模塊鏈接。第一種方法對(duì)程序可讀性負(fù)面影響較大。第二種方法適用于C與匯編效率差異較大的情況，如進(jìn)入中斷的中斷子程序等。第三種方法最常用，需要遵循一些規(guī)定的接口規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
　　1 混合編程的接口規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
　　①在C／C 環(huán)境下，TigerSHARC定義了一套嚴(yán)格的寄存器規(guī)則，它分為三類：
　　第一類是保留寄存器，j16～j25、k16～k25、xr24～xr31、yr24～yr31，共40個(gè)，作為編譯系統(tǒng)庫(kù)函數(shù)專門使用的寄存器。編寫程序時(shí)應(yīng)避免使用這些寄存器，以免誤改了系統(tǒng)庫(kù)函數(shù)。若在子程序中使用到，必須在被調(diào)用時(shí)保存，調(diào)用完后釋放。
　　第二類是堆棧專用寄存器，k26、27和j26、j27四個(gè)，這些寄存器在調(diào)用時(shí)都需要保護(hù)。
　　第三類是高速暫存寄存器，包括除了以上兩類寄存器以外的所有寄存器。用法和匯編中的普通寄存器是一樣的，使用前不需要保存寄存器內(nèi)容。
　　在默認(rèn)情況下，cjmp寄存器用作存放被調(diào)函數(shù)的返回地址，但在嵌套調(diào)用中，這個(gè)值會(huì)被修改。為了保證安全返回，一般把返回地址存放在堆棧頂偏移地址為0的地方。
　　函數(shù)調(diào)用有時(shí)需要參數(shù)傳遞，通常，若參數(shù)少于5個(gè)，則通過(guò)寄存器傳遞，如表1所列。
　　
　　如果在C／C 調(diào)用函數(shù)中作了正確的函數(shù)返回聲明，則被調(diào)用的匯編函數(shù)可使用寄存器j8、xr8和xr9返回有效值。j8用于返回整數(shù)或地址；xr9：8可提供雙字結(jié)果返回。若返回值大于2個(gè)字長(zhǎng)，則必須為它們分配存儲(chǔ)空間，令j8為返回值，指向該空間的首地址即可。
　?、谠贑／C 中聲明的全局變量及函數(shù)，匯編中加“一”前綴才能使用；在匯編中的對(duì)象必須用”一”前綴命名，并用．g10bal聲明為全局變量，才可在C／C 中訪問(wèn)到。具體格式如表2所列。
　　
　　2 混合編程的調(diào)用和中斷
　　2.1 函數(shù)調(diào)用
　　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)與c函數(shù)互調(diào)都必須遵循這些規(guī)則。函數(shù)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行模式為：①調(diào)用者將參數(shù)莊人堆棧。壓入時(shí)按照反序進(jìn)行，即最右邊的參數(shù)位于堆棧的頂部。②調(diào)用函數(shù)。③調(diào)用結(jié)束時(shí)，調(diào)用者將參數(shù)彈出堆棧并返回。整個(gè)過(guò)程離不開堆棧操作。