C語(yǔ)言與ASM以及線(xiàn)性匯編初步

C語(yǔ)言與ASM以及線(xiàn)性匯編初步

牛金海等主要內(nèi)容C語(yǔ)言、ASAM和線(xiàn)性匯編三種編程工具的比較指令集概述C語(yǔ)言編程初步和實(shí)驗(yàn)--學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)工具的使用，C代碼性能的優(yōu)化的使用〔變量聲明－兩種變量訪(fǎng)問(wèn)方式；C優(yōu)化器選項(xiàng)；Intrinsics；字訪(fǎng)問(wèn)〕ASAM匯編語(yǔ)言初步和實(shí)驗(yàn)—學(xué)習(xí)用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)簡(jiǎn)單程序線(xiàn)性匯編—編寫(xiě)C可調(diào)用的匯編程序三種開(kāi)發(fā)工具的比較

-----C、ASM、線(xiàn)性匯編

三種開(kāi)發(fā)工具的比較TI的DSP軟件設(shè)計(jì)可采用有C/C++語(yǔ)言〔.c〕、匯編語(yǔ)言(.asm)和線(xiàn)性匯編(C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合編程，.)。用Ｃ語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：易于開(kāi)發(fā)和維護(hù)，用C語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)接近自然語(yǔ)言，可讀性強(qiáng)、利于理解；可移植性強(qiáng)；不容易發(fā)生流水線(xiàn)沖突；有大量現(xiàn)存算法可用；適用于的執(zhí)行效率相對(duì)較低，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求。線(xiàn)性匯人機(jī)界面的開(kāi)發(fā)。缺點(diǎn)：代碼量大；程序效率較低；優(yōu)化代碼存在一定困難。一般用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的總體框架、解決人機(jī)接口和對(duì)速度效率要求不太高的復(fù)雜算法。編可把兩者優(yōu)點(diǎn)有效結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)出性?xún)r(jià)比最好、開(kāi)發(fā)周期較短、比較復(fù)雜的ＤＳＰ系統(tǒng)，已是在C62XX上最流行的編程方法。用匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：更能發(fā)揮系統(tǒng)特點(diǎn)，匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)出的程序更貼近硬件特性，往往能將硬件效能發(fā)揮到極致；代碼精練、不易產(chǎn)生冗余、效率高；代碼量小。缺點(diǎn)：可讀性差，不利于復(fù)雜算法的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)；可移植性差；容易產(chǎn)生流水線(xiàn)沖突；復(fù)雜性高、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。三種開(kāi)發(fā)工具的比較三種開(kāi)發(fā)工具的比較C語(yǔ)言程序在執(zhí)行時(shí)，先要調(diào)用C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的初始化程序(入口標(biāo)號(hào)為“_c_init00”)，完成設(shè)置之后，才轉(zhuǎn)入用戶(hù)的主程序main()運(yùn)行，而匯編語(yǔ)言程序在執(zhí)行時(shí)直接從用戶(hù)指定入口開(kāi)始，常見(jiàn)的入口標(biāo)號(hào)為“start”；由于CCS的代碼鏈接器默認(rèn)支持C語(yǔ)言，在編制匯編語(yǔ)言程序時(shí)，需要設(shè)置鏈接參數(shù)，選擇非自動(dòng)初始化，注明匯編程序的入口地址。什么是線(xiàn)性匯編？線(xiàn)性匯編類(lèi)似于匯編代碼，不同的是線(xiàn)性匯編代碼中不需要給出匯編代碼必須指出的所有信息，線(xiàn)性匯編代碼對(duì)這些信息可以進(jìn)行一些選擇，或者由匯編優(yōu)化器確定。下面是不需要給出的信息：?使用的存放器?指令的并行與否?指令的延時(shí)周期?指令使用的功能單元三種開(kāi)發(fā)工具的比較何時(shí)使用線(xiàn)形匯編？1.當(dāng)程序中需要操作與硬件密切相關(guān)的設(shè)備，而用C語(yǔ)言較難實(shí)現(xiàn)時(shí)；2.當(dāng)需要繞開(kāi)C編譯器的規(guī)定，進(jìn)行特殊操作時(shí)。如：C語(yǔ)言規(guī)定程序不能訪(fǎng)問(wèn)代碼區(qū)，當(dāng)需要進(jìn)行類(lèi)似訪(fǎng)問(wèn)時(shí)可用限制較小的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；3.當(dāng)需要提高模塊的效率〔包括空間上和時(shí)間上〕，而C語(yǔ)言程序無(wú)法到達(dá)要求時(shí)。三種開(kāi)發(fā)工具的比較1〕點(diǎn)積的C語(yǔ)言代碼三種開(kāi)發(fā)工具的比較2〕ASM語(yǔ)言代碼三種開(kāi)發(fā)工具的比較3〕非并行的ASAM代碼

4〕并行的ASAM代碼三種開(kāi)發(fā)工具的比較非并行和并行ASAM代碼性能比較5〕線(xiàn)性匯編代碼三種開(kāi)發(fā)工具的比較完整的線(xiàn)性匯編代碼三種開(kāi)發(fā)工具的比較C代碼代碼效率低使用Intrinsics的C代碼嵌入?yún)R編容易破壞C環(huán)境匯編代碼編程工作量大

三種開(kāi)發(fā)工具的比較y=a*by=_mpy(a,b)asm(“MPYA0,A1,A2”)MPYA0,A1,A2,;a,b,y開(kāi)發(fā)工具效率編程工作量三種開(kāi)發(fā)工具的比較80-100%CC++CompilerOptimizer

Low95-100%Linear

ASMAssemblyOptimizerMed100%HighASMHandOptimize軟件工具流程三種開(kāi)發(fā)工具的比較Editor.saAsm

Optimizer.c/.cppCompilerAsm.asmLinker.objLink.cmd.map.out硬件工具流程三種開(kāi)發(fā)工具的比較僅軟件含DSPPCI卡ISA卡無(wú)DSP指令集概述指令集概述操作碼映射〔.L/.M〕指定條件存放器是否等于零的測(cè)試源2使用交叉通路指令域目的存放器為A組或B組并行執(zhí)行操作碼映射〔.D〕指令集概述基址尋址存放器存放器偏移量/5位無(wú)符號(hào)常量尋址模式

LDDW位選擇D1或D2load/store指令域操作碼映射〔NOP〕指令集概述并行操作取指包的根本格式取指包:八條32bit指令；執(zhí)行包:并行執(zhí)行的所有指令。執(zhí)行包中的每一條指令使用的功能單元必須各不相同；每條指令的并行執(zhí)行位(p位)控制本條指令是否與取指包中的其他指令并行執(zhí)行：p=1與下條指令并行；p=0下條指令在當(dāng)前指令的下個(gè)周期執(zhí)行。指令集概述例子：取指包的局部并行p位模式指令集概述條件操作指令集概述z=1，進(jìn)行零測(cè)試z=0，進(jìn)行非零測(cè)試creg=0，z=0，意味著指令將無(wú)條件地執(zhí)行。C62xx指令集〔根據(jù)操作類(lèi)型分類(lèi)〕指令集概述C62xx指令集〔根據(jù)功能單元分類(lèi)〕指令集概述C62xx指令集〔根據(jù)執(zhí)行周期分類(lèi)〕指令集概述C語(yǔ)言編程初步建議的程序開(kāi)發(fā)流程C語(yǔ)言編程初步C程序C程序優(yōu)化用線(xiàn)性匯編改寫(xiě)關(guān)鍵代碼段C語(yǔ)言編程初步C的代碼產(chǎn)生工具編譯命令C語(yǔ)言編程初步編譯器選項(xiàng)CL6x-gfile1.cfile2.asmfile.safile3-s-as-z…C程序直接調(diào)用匯編器

標(biāo)準(zhǔn)匯編直接調(diào)用匯編器

線(xiàn)性匯編調(diào)用匯編優(yōu)化器

無(wú)擴(kuò)展名默認(rèn)為C文件-gks建工程時(shí)可直接調(diào)用在CCS中進(jìn)行編譯、匯編和鏈接工具，也可在CCS外用DOSShell程序直接調(diào)用：C16x[options][files]常用的編譯選項(xiàng)C語(yǔ)言編程初步連接器選項(xiàng)C語(yǔ)言編程初步CL6x-g-sfile.c-zlinkd-ofile.out-lrts6201.lib

運(yùn)行支持庫(kù)連接器命令文件-z調(diào)用連接器輸出文件名鏈接器可用下面語(yǔ)句調(diào)用：C62xxC數(shù)據(jù)類(lèi)型C語(yǔ)言編程初步注意：在32位計(jì)算機(jī)上C語(yǔ)言的long代表Size是32bits變量聲明對(duì)局部變量的訪(fǎng)問(wèn)

在堆棧內(nèi)分配存儲(chǔ)空間；

用堆棧首地址作首基地址，用指針*+B15(disp)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)；堆棧分配在默認(rèn)段.stack。C語(yǔ)言編程初步變量聲明全局變量/靜態(tài)變量—兩種訪(fǎng)問(wèn)形式C語(yǔ)言編程初步1.默認(rèn)的訪(fǎng)問(wèn)方式－Near變量intn;main(){...n+=...}2.Far變量farint

n;main(){...

n+=...}編譯后的匯編輸出和訪(fǎng)問(wèn)方式編譯后的匯編輸出和訪(fǎng)問(wèn)方式

.bss_n,4,4ldw.d1 *+DP(_n),A0_n .usect.far,2,2 mvk _n,A1mvkh _n,A1ldw.d1 *+A1,A0在.bss內(nèi)分配地址一條指令訪(fǎng)問(wèn)在.far內(nèi)分配地址三條指令訪(fǎng)問(wèn)變量聲明Near變量的生成和使用C語(yǔ)言編程初步C語(yǔ)言匯編語(yǔ)言L(fǎng)DW.D2*+B15(12),Reg相對(duì)偏移地址變量聲明Near/Far變量--例子C語(yǔ)言編程初步聲明C變量名加下劃線(xiàn)編譯輸出變量聲明總結(jié)局部變量在堆棧段.stack分配地址，用一條指令訪(fǎng)問(wèn)。采用near形式聲明全局變量，變量分配在數(shù)據(jù)段.bss，用一條指令訪(fǎng)問(wèn)。采用far形式聲明全局變量，變量分配在數(shù)據(jù)段.far或用戶(hù)自定義數(shù)據(jù)段，用三條指令訪(fǎng)問(wèn)，應(yīng)盡量防止采用C語(yǔ)言編程初步C優(yōu)化器經(jīng)過(guò)C優(yōu)化器的優(yōu)化，以及其它C語(yǔ)言?xún)?yōu)化后，C代碼效率可達(dá)70－80％用優(yōu)化選項(xiàng)啟動(dòng)C語(yǔ)言編程初步優(yōu)化器選項(xiàng)有軟件流水功能C優(yōu)化器與優(yōu)化有關(guān)的其它編譯選項(xiàng)建議使用-pm 與-o3合用，進(jìn)行程序級(jí)優(yōu)化-mt 程序中沒(méi)有數(shù)據(jù)aliasing-x2 函數(shù)內(nèi)聯(lián)不要使用-ml 大模式(使得.bss段內(nèi)的變量都按far方式訪(fǎng)問(wèn))-g 符號(hào)調(diào)試-s,-ss,-os C編譯器生成的匯編文件內(nèi)，C語(yǔ)句作為注釋出現(xiàn)C語(yǔ)言編程初步Aliasing兩個(gè)指針指向同一個(gè)變量，或一個(gè)指針修改后指向另外一個(gè)變量C優(yōu)化器使用步驟-建議1.不帶優(yōu)化選項(xiàng)進(jìn)行編譯(功能驗(yàn)證)cl6x-g-sfile.c-z2.用優(yōu)化選項(xiàng)-o2進(jìn)行編譯(-o2是與符號(hào)調(diào)試兼容的最高優(yōu)化級(jí)別)cl6x-g-ofile.c-z3.用最高級(jí)別優(yōu)化選項(xiàng)進(jìn)行編譯cl6x-o3-pmfile.c-zC語(yǔ)言編程初步以上每個(gè)步驟都需要進(jìn)行功能驗(yàn)證注意C優(yōu)化器3.Intrinsics它是直接與C62xx匯編指令相對(duì)應(yīng)的特殊內(nèi)聯(lián)函數(shù)，沒(méi)有函數(shù)調(diào)用開(kāi)支。常見(jiàn)的Intrinsics列表如下：C語(yǔ)言編程初步對(duì)應(yīng)匯編指令.trip加法、減法、乘法位域操作、long轉(zhuǎn)換為intIntrinsics的特點(diǎn)函數(shù)參數(shù)使用C變量名(不是存放器)，與C環(huán)境兼容；不增加C的編程工作量；代碼效率與匯編相同。C優(yōu)化器4.字訪(fǎng)問(wèn)

字訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)化方法：C語(yǔ)言編程初步1〕利用32位字訪(fǎng)問(wèn)16位數(shù)據(jù)(三種方法)聯(lián)合Union強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換把數(shù)據(jù)直接定義為32位字2〕.利用Intrinsics完成數(shù)值運(yùn)算〔_mpy,_mpyh,_add2,_sub2〕C優(yōu)化器4.字訪(fǎng)問(wèn)------聯(lián)合UnionC語(yǔ)言編程初步必須按照word數(shù)據(jù)定界C優(yōu)化器4.字訪(fǎng)問(wèn)------強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換C語(yǔ)言編程初步C優(yōu)化器4.字訪(fǎng)問(wèn)------把數(shù)據(jù)直接定義為32位字C語(yǔ)言編程初步C優(yōu)化器4.字訪(fǎng)問(wèn)------小結(jié)C語(yǔ)言編程初步用union方式需要對(duì)調(diào)用函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)進(jìn)行修改用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換，只需要修改被調(diào)用函數(shù)直接定義為32字，影響程序可讀性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆站幾g過(guò)程、C優(yōu)化器的使用熟悉Simulator開(kāi)發(fā)環(huán)境學(xué)習(xí)程序性能測(cè)試方法實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算代碼開(kāi)發(fā)流程運(yùn)算的兩個(gè)根本指令實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算相加〔.L單元〕存放器組—A實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算存放器取代變量實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算建立循環(huán)1.添加跳轉(zhuǎn)指令和循環(huán)標(biāo)號(hào)建立循環(huán)2.設(shè)定一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算建立循環(huán)3.添加遞減循環(huán)計(jì)數(shù)指令實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算建立循環(huán)4.給出基于循環(huán)計(jì)數(shù)值的跳轉(zhuǎn)條件所有指令都是根據(jù)下面條件存放器的值為0或非0條件地執(zhí)行:A1、A2、B0、B1、B2。代碼語(yǔ)法指令執(zhí)行條件[A2]A210[!A2]A2=0實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算設(shè)將數(shù)值讀入存放器如何讀取a和x？1.a、x和Y在存儲(chǔ)器中2.建變量指針3.load/store中使用指針讀取/存入〔.D單元〕實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算讀取指針1.地址是常數(shù)，因此使用指令MVK：2.MVK指令所移的位數(shù)：16bit3.表示一個(gè)完整地址的位數(shù)：32bit4.一個(gè)地址讀入存放器必須使用兩條指令,例如：實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算關(guān)于指針第1次循環(huán)后，A4為：第2次循環(huán)如何訪(fǎng)問(wèn)a(1)和x(1)實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算遞增指針實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算另一套功能單元和存放器實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算代碼復(fù)習(xí)，只使用A側(cè)實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)數(shù)組點(diǎn)積運(yùn)算匯編語(yǔ)言初步匯編語(yǔ)言初步學(xué)習(xí)內(nèi)容匯編代碼的結(jié)構(gòu)匯編程序的構(gòu)成編寫(xiě)簡(jiǎn)單算法：y=mx+bC:\CCStudio_v3.3\docs\PDF\spru187n.pdf第8.4節(jié)，講了混合編程的調(diào)用關(guān)系例子匯編代碼的構(gòu)成匯編語(yǔ)言初步label:||[cond]instruction.unitoperand;comment標(biāo)號(hào)：代碼或變量地址條件存放器指令：助記符(mnemonic)

偽指令(directive)功能單元(可選)操作數(shù)：存放器常量指針注釋x

.int

10MPY.M1A1,A3,A7||ADD.L1xA2,B2,A5注意：在輸入?yún)R編程序時(shí)，除標(biāo)號(hào)以外的程序行都要以一個(gè)空格或Tab制表字符開(kāi)始常用的偽指令匯編語(yǔ)言初步注意在C語(yǔ)言里long是40位，在匯編語(yǔ)言里long是32位匯編程序的構(gòu)成---程序＝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法匯編語(yǔ)言初步C程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法匯編程序----數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)匯編語(yǔ)言初步用匯編語(yǔ)言聲明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完整的匯編程序構(gòu)成匯編語(yǔ)言初步 .sect“myData”m .int 5x .int 10b .int 2y .int 0

.sect“myCode”start LD.D1 *A0,A1

.

.

. ST.D1 A7,*A6

end B end NOP 5用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b1.數(shù)據(jù)取入存放器：m,x,b存儲(chǔ)器－>存放器1a.初始化數(shù)據(jù)指針1b.取數(shù)據(jù)2.乘法3.加法4.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：y存放器－>存儲(chǔ)器匯編語(yǔ)言初步用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b1a.初始化數(shù)據(jù)指針

匯編語(yǔ)言初步MVK .S1 m,A0 MVKH.S1 m,A0 ;&m－>A0MVK .S1 x,A2 MVKH.S1 x,A2 ;&x－>A2MVK .S1 b,A4MVKH.S1 b,A4 ;&b－>A432位常量用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b指令MVK匯編語(yǔ)言初步MVK把一個(gè)16位常數(shù)放入存放器用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b1b取數(shù)據(jù)匯編語(yǔ)言初步LDH.D1 *A0,A1 ;取mLDH.D1 *A2,A3 ;取xLDH.D1 *A4,A5 ;取bNOP 4用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b用LD/ST指令三種Load指令，對(duì)應(yīng)不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)LDW 取32位字(word)LDH 取16位半字(short)LDB 取8位字節(jié)(byte)對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)(字節(jié)、16位半字)LDBULDHU指令延遲：四個(gè)延遲間隙三個(gè)存儲(chǔ)指令STWSTHSTB數(shù)據(jù)取入存放器后進(jìn)行符號(hào)擴(kuò)展無(wú)符號(hào)擴(kuò)展匯編語(yǔ)言初步

用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b指令延遲間隙延遲間隙：多周期指令所需要插入的NOP指令個(gè)數(shù)匯編語(yǔ)言初步

用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b

2.乘法匯編語(yǔ)言初步

MPY.M1A1,A3,A7NOP匯編語(yǔ)言初步

用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b乘法指令四種乘法指令MPY(U/US/SU) 16LSB×16LSBMPYH(U/US/SU) 16MSB×16MSBMPYH(U/S)L(U/S) 16MSB×16LSBMPYL(U/S)H(U/S) 16LSB×16MSB指令延遲槽：1兩個(gè)乘法單元可以在一個(gè)周期內(nèi)做兩次乘法用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b

3.加法匯編語(yǔ)言初步

ADD.?應(yīng)該使用哪個(gè)功能單元？ADD.? A5,A7,A7或或用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b

4.加法匯編語(yǔ)言初步

用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)y=mx+b完整的y=mx+b匯編程序spru189f.pdf匯編語(yǔ)言初步

.title"lab4.asm"/*定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)*/.sect"myData”m .short10x .short5b .short2y .short0/*算法*/.sect"myCode"/*指針初始化*/init: mvk.s1m,A0 ;A0=&mmvkh.s1m,A0mvk.s1x,A2 ;A2=&xmvkh.s1x,A2 mvk.s1b,A4 ;A4=&bmvkh.s1b,A4

mvk.s1y,A6 ;A6=&y mvkh.s1y,A6/*取數(shù)據(jù)*/ ldh.d1*A0,A1 ;