第五章--TMS320C54x-DSP的汇编语言程序设计..ppt

第五章TMS320C54xDSP的汇编语言程序设计,首都师范大学信息工程学院,1,5.1汇编语言程序编写方法5.2汇编语言的指令系统5.3TMS320C54xDSP汇编语言的编辑、汇编与链接过程5.4汇编器5.5链接器,第五章TMS320C54xDSP的汇编语言程序设计,首都师范大学信息工程学院,2,DSP的软件开发一般有以下几种方式：（1）直接编写汇编语言源程序；（2）编写C语言程序；（3）混合编程（既有C代码，又含汇编代码）。,第五章TMS320C54xDSP的汇编语言程序设计,首都师范大学信息工程学院,3,5.1汇编语言程序编写方法,一、汇编语言源程序格式汇编语言源程序中的每个语句可以由四项组成：名字：操作码操作数1，操作数2，；注释其中，为可选项。1名字项名字项可以是标号或变量，用来表示本语句的符号地址，只有当需要用符号地址来访问该语句时才需要名字项。若有名字项则必须从源语句的第一列开始书写。在汇编语言源程序中，对于名字项有规定。名字项后面如果不跟冒号，该名字项通常作为变量名，用来表示某个或某些数据的存储起始地址。名字项后面如果加冒号（：），该名字通常作为语句标号，供本程序的其他部分或其他程序调用。,首都师范大学信息工程学院,4,对于名字项有下列规定：只能由大写字母AZ或小写字母az（可识别符号的大小写）、数字09和专用字符_和$。数字不能作为首字符。名字项最长可达32个字符。在同一个程序中，同样的标号或变量的定义只允许出现一次，否则汇编程序会致使出错。,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,5,2操作码项在语句中一定有的是操作码项，用来说明所有进行的操作。操作项是一个操作码的助记符，助记符包含指令性语句、伪指令和宏命令。对于指令性语句，一般用大写，汇编程序将其翻译为机器语言指令。对于伪指令，汇编程序将根据其所要求的功能进行处理，可以形成常数和变量，当用它控制汇编和链接过程时，可以不占存储空间。对于宏命令，则将根据其定义展开。伪指令和宏命令均以西文句号(.)开始，且为小写。,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,6,3操作数项操作数项可以是寄存器、地址、常数、算术或逻辑表达式，多个操作数之间用逗号（,）分开。对于指令中的操作数项，根据不同的寻址方式，可以是实际的操作数也可以是操作数存放的地址或寄存器等。对于不同的指令，操作数项可以有一个、两个或三个操作数，如NOP指令，还没有操作数。4注释项注释项用来说明一条、几条指令或一段程序的功能，可以帮助用户更快地理解程序。对于编程者，应该重视注释的书写。注释从分号(；)开始，可以放在指令或伪指令的后面，也可以单独占一行或数行。,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,7,程序还要遵循如下规则：（1）所有语句必须以标号、空格、星号(*)或分号开始。（2）所有包含伪指令的语句必须在一行内完全指定。（3）若使用标号，则标号必须从第一列开始。（4）语句的每部分必须用一个或多个空格分开，通常用Tab键。,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,8,二、汇编语言中的常数和字符串常数、字符串和符号是汇编器能识别的数据项，是汇编指令、伪指令和宏指令语句中操作数的基本组成部分。1常数汇编器支持6种类型的常数：二进制数、十进制数、八进制数、十六进制数、字符常数和浮点常数。2字符串字符串是由双引号（“”）括起来的一串字符，双引号是字符串的一部分。串的最大长度是变化的，并由每一个使用字符串的伪指令定义。字符串与字符常数不同，字符常数代表一个单独的整数值，而字符串是字符的列表。如：“simple”。,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,9,三、汇编源程序中的符号符号用作标号、常数及替代符号。符号名最多可由32个字母和数字混合组成（AZ、az、09、$和）。第一个字符不能是数字，符号中间不能有空格，符号更不能是助记符。符号区分大小写，例如：AbC、abc被识别为2个不同的符号。在有些指令中，操作数不是单一的常数、符号或字符串，而是由常数、符号或由运算符隔开的常数和符号序列组成，即表达式。,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,10,表5.1表达式中的符号及优先级,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,11,表中运算符从上到下对应优先级由高到低。表达式的执行顺序是先执行优先级高的运算后执行优先级低的运算，圆括号内的表达式最先运算。表达式溢出在汇编过程中执行算术运算后，汇编器将检查溢出状态，表达式值的有效范围为-3276832767，超出此范围就会改变溢出状态，出现溢出时，汇编器会发出值被截断的警告信息，但在做乘法时，汇编器不检查溢出状态。条件表达式条件表达式的计算结果为逻辑值，条件为真时值是1，否则值为0。表达式的合法性,5.1汇编语言程序编写方法,首都师范大学信息工程学院,12,TMS320C54xDSP器件提供了两种指令系统。代数指令系统主要以表达式的形式书写，是一种比较直观、容易理解和书写的指令集；汇编指令系统是以难记忆的助记符为基础的指令集，共有129条指令，由于操作数的寻址方式不同，以至于派生有205条指令。TMS320C54xDSP指令系统的分类有两种方法，一种是按指令执行时所需的周期分类；另一种是按指令的功能分类。按指令的功能可分为四类：算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令以及加载和存储指令。,5.2汇编语言的指令系统,首都师范大学信息工程学院,13,表5.2TMS320C54xDSP指令功能分类表,5.2汇编语言的指令系统,首都师范大学信息工程学院,14,一、指令系统中的符号和缩写指令和操作码中的符号和缩写。二、算术运算指令算术运算指令可分为加法指令、减法指令、乘法指令、乘加指令、乘减指令、双操作数指令和专用指令。三、逻辑运算指令逻辑运算指令按照功能分为：与逻辑指令、或逻辑指令、异或逻辑指令、移位指令和测试指令。前三组指令是按位进行操作的。,5.2汇编语言的指令系统,首都师范大学信息工程学院,15,四、程序控制指令程序控制指令用于控制程序的执行顺序。程序控制指令包括分支转移指令（B、BC）、调用指令（CALL）、中断指令（INTR、TRAP）、返回指令（RET）、重复指令（RPT）、堆栈操作指令（FRAME、POPD）和混合程序控制指令（IDLE、NOP）。条件分支转移指令或条件调用、条件返回指令都要用条件来限制分支转移、调用和返回操作，只有当一个条件或多个条件得到满足时才执行指令。,5.2汇编语言的指令系统,首都师范大学信息工程学院,16,五、加载和存储指令加载和存储指令用于完成数据的读入和保存。包括一般的加载和存储指令(LD、ST)、条件存储指令（CMPS、SACCD）、并行的加载和乘法指令（LDMAC）、并行的加载和存储指令（STLD）、并行的存储和加减指令（STADD、STSUB）以及其他加载和存储指令（MVDD、PORTW、READA）。,5.2汇编语言的指令系统,首都师范大学信息工程学院,17,5.3TMS320C54xDSP汇编语言的编辑、汇编与链接过程,TMS320C54xDSP汇编语言源程序包括指令性语句、伪指令和宏指令。指令性语句就是5.2节介绍的用各种助记符或代数表达式表示的机器指令，每条指令在汇编时都要产生一一对应的目标代码，这种语句是CPU可执行语句伪指令仅在汇编和链接时提供控制信息和数据，起提示或注释的作用，例如，说明源程序的起止、段定义，安排各类信息的存储结构以及说明有关的变量等，并不产生目标代码。宏指令则是用户自己创建的指令，在汇编时将其展开并汇编为对应的目标代码。,首都师范大学信息工程学院,18,图5.1汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程,5.3TMS320C54xDSP汇编语言的编辑、汇编与链接过程,首都师范大学信息工程学院,19,汇编器(Assembler)的功能是将汇编语言源文件汇编成机器语言COFF的目标文件。汇编器的功能如下：1、将汇编语言源程序汇编成一个可重新定位的目标文件(.obj文件)。2、可以根据需要生成一个列表文件(.lst文件)。3、可以根据需要在列表文件后面附加一张交叉引用表。4、将程序代码分成若干段，为每个目标代码段设置一个SPC(段程序计数器)。5、定义和引用全局符号。6、汇编条件程序块。7、支持宏功能，允许定义宏命令。,5.4汇编器,首都师范大学信息工程学院,20,一、公共目标文件格式COFF汇编器建立的目标文件格式称为公共目标文件格式COFF(CommonObjectFileFormat)。由于COFF在编写一个汇编语言程序时采用代码段和数据段的形式，因此COFF会使模块化编程和管理变得更加方便。COFF文件有三种形式：COFF0、COFFl和COFF2。,5.4汇编器,首都师范大学信息工程学院,21,二、COFF文件中的符号段是COFF文件中最重要的概念，段是指连续占用存储空间的一个代码块或数据块。一个COFF文件中的每一个段都是分开的和各不相同的。所有的COFF文件都包含三个形式的段：.text文本段.data数据段.bss保留空间段,5.4汇编器,首都师范大学信息工程学院,22,三、常用汇编伪指令TMS320C54xDSP伪指令给程序提供数据和控制汇编过程。具体实现以下任务：（1）将数据和代码汇编进特定的段。（2）为未初始化的变量保留存储器空间。（3）控制展开列表的形式。（4）存储器初始化。（5）汇编条件块。（6）定义全局变量。（7）指定汇编器可以获得宏的特定库。（8）检查符号调试信息。,5.4汇编器,首都师范大学信息工程学院,23,四、汇编器对段的处理汇编器通过五条命令(.bss、.usect、.text、.data和.sect)识别汇编语言程序的各个部分。汇编器第一次遇到新段时，将该段的段程序计数器(SPC)置为0，并将随后的程序代码或数据顺序编译进该段中。汇编器遇到同名段时，将它们合并，然后将随后的程序代码或数据顺序编译进该段中。当汇编器遇到.text、.data和.sect伪指令时，汇编器停止将随后的程序代码或数据顺序编译进当前段中，而是顺序编译进入遇到的段中。,5.4汇编器,首都师范大学信息工程学院,24,当汇编器遇到.bss和.usect伪指令时，汇编器并不结束当前段，而只是简单地暂时脱离当前段，随后的程序代码或数据仍将顺序编译进当前段中。.bss和.usect伪指令可以出现在.text、.data和.sect段中的任何位置，它们不会影响这些段的内容。汇编器为每个段都安排了一个单独的段程序计数器(SPC)。SPC表示一个程序代码或数据段内的当前地址。初始时，汇编器将每个SPC置为0。,5.4汇编器,首都师范大学信息工程学院,25,5.5链接器,TMS320C54xDSP链接器的作用就是根据链接命令或链接命令文件(.cmd文件)，将一个或多个COFF目标文件链接起来，生成存储器映像文件(.map)和可执行文件的输出文件(.out)(COFF目标模块)。链接器的功能如下：（1）将各个段配置到目标系统的存储器中。如图5.2所示。（2）采用的是一种相对的程序定位方式，对各个符号和段进行重新定位，并给它们指定一个最终的地址。（3）解决输入文件之间未定义的外部引用问题。程序的重定位是链接器的主要功能。程序的重定位方式有三种：编译时重定位、链接时重定位和加载时重定位。,首都师范大学信息工程学院,26,5.5链接器,图5-2目标文件中的段与目标存储器之间的关系,首都师范大学信息工程学院,27,一、链接器对段的处理链接器对段的处理具有两个功能。其一，将输入段组合生成输出段，即将多个.obj文件中的同名段合并成一个输出段；也可将不同名的段合并产生一个输出段。其二，将输出段定位到实际的存储空间中。链接器提供MEMORY和SECTIONS两个命令来完成上述功能。MEMORY命令用于描述系统实际的硬件资源；SECTIONS命令用于描述段如何定位到恰当的硬件资源上。链接器通过命令文件(.cmd)来获得上述信息。,5.5链接