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C51指针与A51汇编接口之间关系研究

2024-07-10 14:03:06   221人阅读

      最近在研究单片机C51对汇编的接口问题。char和int等都比较简单，使用寄存器或固定地地址传值都是可以的，具体可以参考keil的C51 user‘s guide。本篇短文主要重点讨论一下A51下如何遵循C51的接口标准来实现C51的指针。主要原因是，现在用C51的人越来越多，大家都图省事和方便。网上面有关A51的资料少得可怜，知道用汇编来实现代码优化的少之又少。本人是一直坚持用汇编写东西的。在嵌入式领域，很多东西都与硬件有关，多知道点底层东西还是有好处。

      使用工具主要为keil，在windows 7环境下。C51测试程序如下：

      

#include <reg52.h>
unsigned pos;

bit abc(unsigned *pos){
	*pos=100;
	return 0;
}

void main(){
	 while(1){
abc(&pos); }


   这是测试用源程序，很明显程序中使用了int型指针 pos。为了能够生成汇编代码，加入编译器控制：

  

#pragma SRC
#pragma SMALL
#include <reg52.h>

unsigned pos;

bit abc(unsigned *pos){
	*pos=100;
	return 0;
}

void main(){
  while(1){
     abc(&pos);
  }
}

    注意，#pragma必需在文件的开始位置，否则会报错。另外编译器可能会跳“    EXCEPTION 0021H: PATH OR FILE NOT FOUND：main.obj” ，没有关系，我们的目标是生成汇编的src文件。编译后生成src如下：

   

; main.SRC generated from: main.c
; COMPILER INVOKED BY:
;        D:\Program Files\Keil\C51\BIN\C51.EXE main.c BROWSE DEBUG OBJECTEXTEND TABS(2)

$NOMOD51

NAME	MAIN
;寄存器及内存声明
P0	DATA	080H
P1	DATA	090H
P2	DATA	0A0H
P3	DATA	0B0H
T0	BIT	0B0H.4
AC	BIT	0D0H.6
T1	BIT	0B0H.5
T2	BIT	090H.0
EA	BIT	0A8H.7
IE	DATA	0A8H
EXF2	BIT	0C8H.6
RD	BIT	0B0H.7
ES	BIT	0A8H.4
IP	DATA	0B8H
RI	BIT	098H.0
INT0	BIT	0B0H.2
CY	BIT	0D0H.7
TI	BIT	098H.1
INT1	BIT	0B0H.3
RCAP2H	DATA	0CBH
PS	BIT	0B8H.4
SP	DATA	081H
T2EX	BIT	090H.1
OV	BIT	0D0H.2
RCAP2L	DATA	0CAH
C_T2	BIT	0C8H.1
WR	BIT	0B0H.6
RCLK	BIT	0C8H.5
TCLK	BIT	0C8H.4
SBUF	DATA	099H
PCON	DATA	087H
SCON	DATA	098H
TMOD	DATA	089H
TCON	DATA	088H
IE0	BIT	088H.1
IE1	BIT	088H.3
B	DATA	0F0H
CP_RL2	BIT	0C8H.0
ACC	DATA	0E0H
ET0	BIT	0A8H.1
ET1	BIT	0A8H.3
TF0	BIT	088H.5
ET2	BIT	0A8H.5
TF1	BIT	088H.7
TF2	BIT	0C8H.7
RB8	BIT	098H.2
TH0	DATA	08CH
EX0	BIT	0A8H.0
IT0	BIT	088H.0
TH1	DATA	08DH
TB8	BIT	098H.3
EX1	BIT	0A8H.2
IT1	BIT	088H.2
TH2	DATA	0CDH
P	BIT	0D0H.0
SM0	BIT	098H.7
TL0	DATA	08AH
SM1	BIT	098H.6
TL1	DATA	08BH
SM2	BIT	098H.5
TL2	DATA	0CCH
PT0	BIT	0B8H.1
PT1	BIT	0B8H.3
RS0	BIT	0D0H.3
PT2	BIT	0B8H.5
TR0	BIT	088H.4
RS1	BIT	0D0H.4
TR1	BIT	088H.6
TR2	BIT	0C8H.2
PX0	BIT	0B8H.0
PX1	BIT	0B8H.2
DPH	DATA	083H
DPL	DATA	082H
EXEN2	BIT	0C8H.3
REN	BIT	098H.4
T2CON	DATA	0C8H
RXD	BIT	0B0H.0
TXD	BIT	0B0H.1
F0	BIT	0D0H.5
PSW	DATA	0D0H
?PR?_abc?MAIN        SEGMENT CODE 
?PR?main?MAIN        SEGMENT CODE 
?DT?MAIN             SEGMENT DATA 
	EXTRN	CODE (?C?ISTPTR)
	EXTRN	CODE (?C_STARTUP)
	PUBLIC	pos
	PUBLIC	main
	PUBLIC	_abc

	RSEG  ?DT?MAIN
            pos:   DS   2
; #pragma SRC
; #pragma SMALL
; #include <reg52.h>
; 
; unsigned pos;
; 
; bit abc(unsigned *pos){

	RSEG  ?PR?_abc?MAIN
_abc:
			; SOURCE LINE # 7
;---- Variable 'pos?040' assigned to Register 'R1/R2/R3' ----
; 	*pos=100;
			; SOURCE LINE # 8
;---------关键代码-------------------
  CLR A
  MOV B,#064H
  LCALL ?C?ISTPTR ;return 0;
  ; SOURCE LINE # 9
  CLR C; }
  ; SOURCE LINE # 10
?C0001:RET 
 ; END OF _abc; 
 ; void main(){
  RSEG ?PR?main?MAIN
main:
  USING 0; SOURCE LINE # 12
?C0002:; while(1){
; SOURCE LINE # 13
; abc(&pos);
; SOURCE LINE # 14
;---------关键代码------------------- 
   MOV R3,#00H
   MOV R2,#HIGH (pos)
   MOV R1,#LOW (pos) 
   LCALL _abc; }
  ; SOURCE LINE # 15
   SJMP ?C0002
; END OF mainEND

     对于A51的程序格式，这里不多解释，有兴趣可以自己去Keil官网学习。这里主要说一下指针的C51汇编接口。代码中内存和寄存器声明，这个不重要，可以跳过。主要看标记为关键代码的部分。我们可以看到，在main中，在调用abc函数前，主程序初始了三个寄存器，分别是R1\R2\R3,代码如下：   

             
        MOV  	R3,#00H
	MOV  	R2,#HIGH (pos)
	MOV  	R1,#LOW (pos)

这里得着重讲一下。很明显，这是寄存器传值。依据C51规定，指针传递使用R1\R2\R3寄存器。其中，Mem type in R3, MSB in R2, LSB in R1。也就是说，R3表指针类型，R1为指针内容低位，R2为内容高位。从上面三个语句可以看出，程序将类型设为0，将pos地址高位传给R2，低位给R1。接下来再看abc函数中的操作

        CLR  	A
	MOV  	B,#064H
	LCALL	?C?ISTPTR

   我们可以看到，在清零累加器后，将B赋为100，之后调用了?C?ISTPTR。这个函数是C51S.LIB中的系统函数。依据官方介绍这是一个Small model library without floating-point arithmetic。由于是lib文件，具体代码无从得知。将pos的类型改成unsigned char后，得到如下代码：

        MOV  	A,#01H
	LCALL	?C?CSTPTR

其它部分都一致。由此比较后，我们可以推测：在给系统函数传参时，使用了A\B寄存，当只有一字节时，直接用A,两字节时用A当高位，B为低位。在修改pos大小为1000及改为int后印证了我的想法：

   *pos=1000;
; SOURCE LINE # 8
	MOV  	A,#03H
	MOV  	B,#0E8H
	LCALL	?C?ISTPTR

 3e8h刚好是1000。具体？C？ISTPTR和？C？CSTPTR是什么呢？从官方手册可知，这些被称为C51: ?C? LOAD AND STORE LIBRARY ROUTINES，也即加载和存储过程。它们通过函数调用方式实现，而非内嵌代码。命名方式形如：?C?tffmmm。其中，t表类型，ff为函数域，mmm为内存类型域。能知道的信息就这么多，无法得到源代码。

   另外，需要特别注意的是，C51对R3并没有完全的规定，不管数据类型是什么，R3一直传的是0，并且针对不同的数据类型，编译器会做相应优化，这个可以在将pos改为Long后看出来：

?PR?_abc?MAIN        SEGMENT CODE 
?PR?main?MAIN        SEGMENT CODE 
?DT?MAIN             SEGMENT DATA 
	EXTRN	CODE (?C?LSTKPTR)
	EXTRN	CODE (?C_STARTUP)
	PUBLIC	pos
	PUBLIC	main
	PUBLIC	_abc

	RSEG  ?DT?MAIN
            pos:   DS   4
; #pragma SRC
; #pragma SMALL
; #include <reg52.h>
; unsigned long  pos;
; 
; bit abc(unsigned  long *pos){

	RSEG  ?PR?_abc?MAIN
_abc:
	USING	0
			; SOURCE LINE # 6
;---- Variable 'pos?040' assigned to Register 'R1/R2/R3' ----
; 	*pos=100;
			; SOURCE LINE # 7
	LCALL	?C?LSTKPTR
	DB   	00H
	DB   	00H
	DB   	00H
	DB   	064H
; 	return 0;
			; SOURCE LINE # 8
	CLR  	C
; }
			; SOURCE LINE # 9
?C0001:
	RET  	
; END OF _abc

; 
; void main(){

	RSEG  ?PR?main?MAIN
main:
	USING	0
			; SOURCE LINE # 11
;    abc(&pos);
			; SOURCE LINE # 12
	MOV  	R3,#00H
	MOV  	R2,#HIGH (pos)
	MOV  	R1,#LOW (pos)
	LJMP 	_abc
; END OF main









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