《DSP技術及應用》課件第5章

第5章TMS320C54xDSP匯編指令5.1匯編程序格式5.2匯編表達式

5.3指令中的符號及縮寫5.4指令系統(tǒng)5.5可重復和不可重復執(zhí)行的指令5.6匯編偽指令匯編語言源程序文件包含三大匯編語言要素：匯編指令、匯編偽指令和宏命令，它們之間的有機組合可完成特定的程序功能。

匯編語言編程有助記符指令集和代數指令集兩種，但這兩種指令集不能混用。本章介紹助記符指令集，后續(xù)章節(jié)使用的也是助記符指令。DSP匯編源程序的后綴為.asm，就是assembler(匯編)的縮寫。

5.1匯編程序格式

助記符指令一般由以下四部分（字段）組成，其中有中括號(［］)的部分為可選項。

［標號］［:］助記符［操作數,…］［;注釋］助記符指令的書寫規(guī)則如下：

(1)所有包含偽指令的語句必須在一行內列出；

(2)對于其他指令，如果某行的最后加了反斜杠(＼)，表示下一行是該行的繼續(xù)；

(3)所有語句必須以標號、空格或分號開始；

(4)標號為可選項，如果使用，必須從一行的第一列位置(行首)開始,標號的冒號(:)為可選項，不作為標號的一部分;

(5)各字段之間必須用一個或多個空格分開，制表符Tab鍵等效于空格，而且能實現(xiàn)自動對齊；

(6)注釋為可選項，如果使用則以分號(；)開始。

以上除注釋可以使用中文字符外，其他均為英文字符。

1.標號

標號由A~Z、a~z、0~9、_和＄等符號組成，區(qū)分大小寫，最長可達32個字符，但第一個字符不能是數字。標號后面可以帶冒號(:)，但冒號不作為標號的一部分。

如果使用標號，標號的值就是段程序計數器(SPC)的當前值，也就是該行代碼開始存儲的地址。

例5.1中是一段用匯編語言編寫的FIR濾波函數程序，其中_FIR是一個標號，表示這段代碼的入口地址。標號_FIR以下劃線(_)開始，可以在C語言程序文件中進行調用。因為C文件的函數名經編譯后，會自動在函數名前加下劃線(_)。例5.1一段FIR濾波函數程序。

_FIR:

;保護子程序用到的輔助寄存器

FRAME

-1;FRAME用于開辟局部幀，保護主函數傳遞來的局部變量

PSHM

AR2

PSHM

AR3

PSHM

ST1;ST1含有SXM、FRCT、OVM等控制位

STM#_input_mix,input_mix_P

LD*input_mix_P,A;將當前采樣值載入到A中

CALLfir;濾波結果也返回至A中

;恢復輔助寄存器和原來的運算狀態(tài)

POPMST1

POPMAR3

POPMAR2

FRAME1

RET

2.助記符

助記符不能從一行的第一列開始書寫，否則被認為是標號。助記符中還包括偽指令或宏調用。

3.操作數

操作數字段是一個操作數列表，根據指令要求操作數可以有一個或多個，也可能沒有操作數。操作數之間用逗號(,)隔開，它可以是常數、符號或符號表達式,其前綴規(guī)定如下所述。

前綴#：表示其后的操作數為立即數。

前綴*：表示其后的操作數為間接尋址。

ADD#123,B;將立即數123(十進制)加到累加器B上

LD*AR1,A;將AR1所指向的單元內容裝載到累加器

A中

各種數據的前后綴規(guī)定如下：

二進制整數，其后加B或b，最多16位，不足16位，其高位用0填充。

八進制整數，其后加Q或q，或者在其前面加數字0，最多6位，不足6位，其高位用符號位填充。十進制整數，由十進制字符組成，范圍為－32768~65535。

十六進制整數，其后加H或h，或者在其前面加字符0x，必須以數字0~9開始，最多4位，不足4位，其高位用符號位填充。

浮點數，IEEE－32bit格式，輸入格式如下：

［±］［nnn.nnn］e［±nnn］數據范圍從1.175494e-38到3.40282346e38,除非寫成整

數形式，否則小數點不能省略。如3.e5合法，而3e5則非法，編譯器不能識別。nnn均為十進制字符,指數為以10為底的

指數。

操作數可以使用以下符號來表示。

(1)用.global、.def和.ref定義的全局標號，用＄或name?定義的局部標號。全局標號具有系統(tǒng)唯一性，不能重新定義;局部標號只有局部意義，在同一個匯編程序中可重新定義和使用。

(2)用.set定義的符號常數。

(3)用.mmregs定義的映射寄存器符號。

(4)用.asg定義的替代符號等。

4.注釋

注釋可以從一行的任意列開始，除第一符號是分號(；)

外。注釋中可以使用ASCII字符、空格以及中文字符，建

議多加注釋，以增加程序的可讀性。

5.2匯編表達式

表達式是由運算符組合起來的常數或符號構成的，它的值必須是唯一或絕對的，有效值范圍為－32768~32767。表5.1列出了匯編表達式中可用的運算符，C54x匯編器使用和C語言一樣的優(yōu)先級表示，用小括號(())可以改變優(yōu)先順序。

5.3指令中的符號及縮寫

在介紹C54x指令系統(tǒng)之前，應先說明指令系統(tǒng)中使用的符號和縮寫，如表5.2所示。

5.4指令系統(tǒng)

TMS320C54x的指令集包含四種基本類型的操作，分別如下:

(1)加載和存儲指令,包括加載、存儲以及條件存儲和復合加載存儲的指令等。

(2)程序控制指令,包括分支轉移、調用、中斷、返回、重復等程序控制指令。

(3)算術運算指令,包括加法、減法、乘法、乘累加、32位操作數運算以及其他一些專用指令。

(4)邏輯運算指令,包括與、或、異或、移位和測試指令等。5.4.1加載和存儲指令

C54x的加載和存儲指令包括加載指令、存儲指令、條件存儲指令和混合加載存儲指令，如表5.3所示。5.4.2程序控制指令

C54x的程序控制指令包括分支轉移指令、子程序調用指令、中斷指令、返回指令、重復指令、堆棧操作指令以及混合程序控制指令，如表5.4所示。5.4.3算術運算指令

C54x的算術運算指令包括加法指令、減法指令、乘法指令、乘累加和乘減指令、雙字/雙精度運算指令以及專用指令，如表5.5所示。5.4.4邏輯運算指令

C54x的邏輯運算指令包括與指令、或指令、異或指令、移位指令以及測試指令，如表5.6所示。5.4.5并行操作指令

C54x的并行操作指令包括并行裝載和存儲指令、并行存儲加/減指令和并行存儲乘法指令，如表5.7所示。

5.5可重復和不可重復執(zhí)行的指令

5.5.1重復執(zhí)行時變成單周期的多周期指令

下列指令單獨執(zhí)行時為多周期執(zhí)行指令，執(zhí)行周期為2~5個周期不等。但當用RPT重復執(zhí)行時，在指令流水線下均變成單周期指令，同樣可以達到非?？斓乃俣?。

(1)濾波運算類指令有FIRS、MACD和MACP。

(2)數據傳送類指令有MVDK、MVDM、MVDP、MVKD、MVMD、MVPD、READA和WRITA。5.5.2不可重復執(zhí)行的指令

下列指令不能建立指令流水線執(zhí)行過程，因而不能用RPT重復執(zhí)行，時間效率較低。

(1)運算類指令有ADDM、ANDM、ORM、XORM和RND。

(2)加載存儲類指令有LDARP或DP、DST和MVMM。

(3)程序控制類指令基本不能重復執(zhí)行，不能重復執(zhí)行的程序控制指令分別如下。①分支轉移指令：B［D］、BACC［D］、BANZ［D］、BC［D］、FB［D］和FBACC［D］；

②子程序調用指令：CALA［D］、CALL［D］、CC［D］、FCALA［D］和FCALL［D］；

③中斷指令：INTR和TRAP；

④返回指令：FRET［D］、FRETE［D］、RC［D］、RET［D］、RETE［D］和RETF［D］；⑤重復指令：RPT、RPTZ和RPTB［D］；

⑥混合程序控制指令：IDLE、RESET、RSBX、SSBX和XC。

(4)其他不能重復執(zhí)行的指令是CMPR。

5.6匯編偽指令

匯編偽指令為程序提供數據并控制匯編過程，主要功

能有：

(1)變量定義、分配存儲空間，常量初始化；

(2)代碼段定義等操作；

(3)調用其他文件、條件匯編、提取宏等操作；

(4)調試信息、輸出列表等操作。5.6.1變量定義和常數初始化

有關變量定義及常數初始化的偽指令有：

.mmregs

定義存儲器映射寄存器(MMR)的符號。使用這條指令后，凡是存儲器映射寄存器都可直接使用此符號，而不必逐一定義其地址。

.defsymbol1［，symbol2，…］在當前文件中定義一個或多個符號，可以被其他文件

引用。

.refsymbol1［，symbol2，…］

在當前文件中引用其他文件中定義的一個或多個符號。.globalsymbol1［，symbol2，…］

定義一個或多個全局(外部)符號，可以是C文件定義的

符號。

.intvalue1［，value2，…］初始化一個或多個16位整數，其首地址由.int前面的標號決定，個數由數據個數決定。如匯編偽指令：

K1:.int3，5，7

相當于下面的C語言語句：

K1［3］=［3，5，7］；

編譯器在編譯數據時，一般是先編譯全部數據，再將數據截短為16位的數據，而不檢查數據超出范圍之類的錯誤。數據本身的錯誤由程序編寫人員負責處理。

.wordvalue1［，value2，…］

此偽指令的功能和用法與.int的功能和用法相同。

.floatvalue1［，value2，…］

初始化一個(段)浮點數。一個浮點數占用2個字的存儲單元，其存儲格式如圖5.1所示。圖5.1一個浮點數的存儲格式其中，s為一個1位符號域，e為8位有偏指數，f為23位小數，高16位在低地址，低16位在高地址，且自動對齊偶字邊界，即低地址在偶地址上。假設數據段(.data)地址從0x100開始，如例5.2所示,則3.14從0x0102地址開始存儲，0x0101單元空著。

.doublevalue1［，value2，…］

此偽指令的功能和用法與.float的功能和用法相同。

.longvalue1［，value2，…］

初始化一個或多個32位整數，高16位在低地址(偶地址)，低16位在高地址，且自動對齊偶字邊界。

.string“string1”［，“string2”，…］

初始化一個或多個文本字符串。每個字符為8位數據，但仍用一個字單元(16位)保存，高8位填充為0。

.charvalue1［，value2，…］

.bytevalue1［，value2，…］

初始化一個或多個字節(jié)，用法同偽指令.string。

.set

將前面的標號定義為符號常量，如：

K:

.set3//編譯時將K換成3

.asg定義替代符號，編譯時將前面的字符串替代為后面的符號。如編譯以下兩行代碼：

.asg

AR1,DATA_P1//DATA_P1是AR1的別名

.asgAR1,DATA_P2//DATA_P2是AR1的別名

編譯器將DATA_P1和DATA_P2都替換成AR1，或者說，AR1可以有多個別名。

.align［sizeinwords］將SPC(段指針)調整到一個由sizeinwords(2的整數次冪)指定的字邊界，以滿足某些特殊尋址的要求。sizeinwords默認為128字(頁邊界)。如在例5.2中，若在f1前面一行加上“.align”,則f1從0x180開始存儲，

*(0x0180)=0x4048，*(0x0181)=0xF5C3。

.space［sizeinbits］

在當前段保留size個比特存儲空間。若需要保留多少個字的空間，可將size定義為16的整數倍,如“.space4*16”。

.even

將SPC(段指針)調整到一個偶字邊界,它相當于“.align2”偽指令。5.6.2段定義相關偽指令

.text

匯編到.text段(可執(zhí)行代碼段)，.text段為系統(tǒng)默認產生的程序段名。

.data

匯編到.data段(已初始化數據段),.data段為系統(tǒng)默認產生的已初始化數據段名。

.bsssymbolsizeinwords［,［blockingflag］［,alignmentflag］］

定義一個未初始化段，為symbol變量分配sizeinwords個字的存儲空間,可以指定分塊標志(blockingflag)和存儲邊界(alignmentflag)。.bss段為系統(tǒng)默認產生的未初始化數據段

名。如：

.bssbuffer,K_size,1,128

//為變量buffer分配K_size個存儲單元,1段，對齊128字邊界.sect“sectionname”定義已初始化命名段，匯編到sectionname的段，它的作用類似于.text和.data，為已初始化段。段名sectionname在編譯時僅前8個字符有效。

.usect“sectionname”,sizeinwords［,［blockingflag］［,alignmentflag］］

定義未初始化命名段，匯編到sectionname的段，它的作用和使用類似于.bss，為未初始化段。

在行首可以有標號，以定義段的首地址。段名sectionname在編譯時僅前8個字符有效。5.6.3引用其他文件和條件匯編

.include“filename”

將指定文件復制到當前位置，可以是程序、數據和符號定義等。在行首可以有標號，以定義段的首地址。如:

COFF_START:.include″coff＼＼LPF.inc″

//在當前文件夾的coff子文件夾中

.if、.elseif、.else、endif

條件編譯，匯編器根據表達式的真假情況進行編譯。

.end

結束匯編，編譯器忽略.end后面的代碼。5.6.4宏定義和宏引用

如果在程序當中需要多次執(zhí)行某段程序的一個簡短的程序代碼時，可以把這段程序定義為宏，然后在需要時調用，以提高編程效率和執(zhí)行效率。

宏定義如下：

macname.macro［parameter1］［,parameter2,…］…

［.mexit］

…

.endm[HT5]

其中，macname為宏名，放在行首，.mexit為宏退出，可選項，.endm為結束宏定義。.mexit類似于C語言中的goto語句，其后面的代碼不執(zhí)行，直接跳轉到.endm處。如宏add3的定義如下：

.text

add3.macro p1,p2,p3,p//p=p1+p2+p3

LDp1,A

ADDp2,A

ADDp3,A

STLA,p

.endm當執(zhí)行

add3a1,b1,c1,d1//d1=a1+b1+c1，變量不能用a、b表示，以免與累加器A、B名相混淆時,匯編器執(zhí)行如下代碼：LD