汇编函数与C函数的相互调用（2）

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

了解了上面的内容之后，则很容易编写出被C函数调用的函数，也很容易通过正确的参数传递而在汇编函数里调用C函数。现在来把前面所说的例子完成。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

这是编译的结果。
*** 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

这里可以可以发现，出现了两个警告，第一个警告是提示段?PR?_DELAY_NMS?2_2_DELAY（就是函数delay_nms的代码段名）没有被调用，将不进行数据覆盖处理。这个问题的引起因为2_2.asm中的段没有按照c51约定的方式命名。

第二个警告提示没有发现root段，这仍然是同一个问题引起的警告。可以不需要理会，如果读者仍然不放心，可以在工程里把2_2_delay.c文件的option选项properties页面里的GenerateAssembler SRC file及Assemble SRC File两选项选为实钩。再次编译警告即会没有了。
（另一个方法就是修改段名，这将在后面介绍。）

细心的读者也许发现了一个细微的差别，就是这里的data=8.0，而不是像前面的例子一样data=10.0。这跟C51具体的实现有关，将在最后一节详细介绍这个问题。这里给您一个小小的提示。把delay_1ms函数的实现放在delay_nms函数的实现的后面，编译后的结果data=10.0。^_^（知道函数的实现顺序很重要了吧，被调用的函数尽量放在调用函数的前面实现）

** 数据的覆盖处理

前面很多地方有提及，但却没有详细说明，这里将重点论述。

细想，如果A函数调用了B函数及C函数，而B函数使用了6字节的数据区做为自己的局部变量及参数数据区，C函数使用了5字节的数据区做为自己的局部变量及参数数据区。（在名义上，参数及局部变量都是私有的，在C51的实现上却不是，而局部变量区及参数区的实
现几乎是一样的）。是否数据空间就使用了6+5 = 11个字节的空间了呢？如果是这样，51小小的数据空间几个函数就占用完了。很显然，B函数使用的6字节空间是其私有的，A函数在调用B函数返回之后，里面就不在存有有效的数据。在A函数继续调用C函数的时候，这时B函数占用的6字节空间可以给C函数使用，这样将大大的节省空间。

那是否需要自己去分析计算呢？大可不必，Keil 的链接程序提供了覆盖进程，就是完成这个任务的。只不过在段的命名上有一些规定，当用C来些程序的时候，C51编译器自动完成把c函数转换为规定的段名格式。如果汇编程序想要加入覆盖进程的处理，段的命名上就必须按照格式来。（如果不需要它的处理，那么命名就无所谓了，前面的例子没有一个是按照规定格式写的。^_^）


如果在程序连接和定位过程中运行可覆盖进程，则每个汇编程序需要有一个独立的程序段。这是必须的，只有这样，在可覆盖进程中，函数间的参考用单独的段参考计算。当有下面各点时，汇编子程序的数据区可能包含在覆盖分析中：

1. 所有的段名必须用Cx51编译器段命名规则建立。
2. 每个有局部变量的汇编函数必须分配自己的数据段。别的函数只能通过传递参数访问这数据段。参数必须按顺序传递。

在一个函数体内声明的局部变量也建立段。这些段名遵循上面的惯例，但根据局部变量所保存的存储区有一个不同的前缀。  

现在来看看段命名规则。

Cx51编译器生成的目标代码（程序代码，程序数据和常数数据）保存在代码段或数据段中。一个段可以是可重定位的或绝对的。每个可重定位段有一个类型和一个名称。本节说明Cx51编译器命名这些段的惯例。

段名包括一个module_name，它是声明目标的源文件名。为了适应大量的现有的软件和硬件工具，所有的段名都转换和保存为大写。

每个段名有一个前缀，它对应于段所用的存储类型。前缀用问号(?)为界。下面是一个标准段名前缀的列表：

-------+--------------+------------------------------
段前缀 | 存储类型     | 说明
-------+--------------+------------------------------
?PR?   | program      | 可执行的程序代码
?CO?   | code           | 程序存储区的常数数据
?BI?    | bit               | 内部数据区的位数据
?BA?   | bdata          | 内部数据区的可位寻址数据
?DT?   | data            | 内部数据区
?FD?   | far               | FAR存储区(RAM空间)
?FC?   | const far      | FAR存储区(常数ROM空间)
?ID?    | idata           | 间接寻址内部数据区
?PD?   | pdata          | 外部数据区的分页数据
?XD?   | xdata          | XDATA存储区(RAM空间)
?XC?   | const xdata  | XDATA存储区(常数ROM空间)
-------+--------------+------------------------------


数据目标是在C程序中声明的变量和常数。Cx51编译器对每个声明的变量的存储类型产生一个独立的段。下表列出了对不同的变量数据目标产生的段名。

------------------+--------------------------------------
段前缀          | 说明
------------------+--------------------------------------
?BA?module_name      | 可位寻址数据目标
?BI?module_name       | 位目标
?CO?module_name      | 常数(字符串和已初始化变量)
?DT?module_name      | 在data中声明的目标
?FC?module_name      | 在const far(要求OMF2命令)声明的目标
?FD?module_name      | 在far(要求OMF2命令)声明的目标
?ID?module_name      | 在idata声明的目标
?PD?module_name      | 在pdata声明的目标
?XC?module_name      | 在const xdata(要求OMF2命令)声明的目标
?XD?module_name     | 在xdata声明的目标    
------------------+--------------------------------------



程序目标包括由Cx51编译器产生的C程序函数代码。在一个源模块中的每个函数和一个单独的代码段关联，用?PR?function_name?module_name命名。例如在前面文件2_2_delay.c中的函数delay_nms的段名的结果是?PR?DELAY_NMS?2_2_DELAY。

在一个函数体内声明的局部变量也建立段。这些段名遵循上面的惯例，但根据局部变量所保存的存储区有一个不同的前缀。

参数段的定义前面已经提到:
?function_name?BYTE
?function_name?BIT


这节说叙述的内容到此告结束。在这之前所举的例子都不具有实际的意义，最后通过一个有用的例子结束这一节。

用汇编来开发项目时，最头痛的莫过于复杂的计算，有的MCU连单字节的乘除法都不提供，更别说是多字节的乘除法。如果说像多字节的加减乘除还算简单，那么像math库里面的log, exp, sin等函数就不是一时半会可以搞掂的了。最简单有效的办法就是直接使用c的实现。

这里的示例是演示汇编调用长整型数据相除的函数。它将包含这节前面所提及的大部分内容。

;;;
;; 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 ;被除数。 0x98765432
mov r5, #0x9876 & 0xff
mov r6, #0x5432 >> 8
mov r7, #0x5432 & 0xff
mov ?_u32div?byte+4, #0x1234 >> 8;除数。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 函数实现了想要的长整数除法。并把结果放在R4-R7内。

2_3_div.inc文件里包含两个声明，extrn code (_u32div)及extrn data(?_u32div?byte)。因为u32div通过寄存器传递参数，因此它的函数名在汇编文件里需要在前面加'_'。由于寄存器放不下所有的参数，因此需要通过固定的参数区来传递剩余的参数，根据命名规则，它的参数区的段名为?_u32div?byte。没有位参数，所以没有?_u32div?bit段。

2_3.asm内的段名有所改变，改为符合命名规范的格式 ?pr?start?2_3，调用除法函数前，第一个参数通过r4-r7传递，第二个参数通过?_u32div?byte段传递。需要注意的是，虽然第一个参数从寄存器传递了，但是在参数区仍然还保留其空间（这例子中就是?_u32div?byte的0-3字节空间），因此传递第二个参数是要正确的把数据送入第二个参数的地址空间里（这里就是?_u32div?byte的4-7字节空间）。调用完u32div函数之后，直接在r4-r7取结果即可。