TMS320C55x汇编语言编程

Jacktang

TMS320C55x汇编语言编程 [复制链接]

1.通用目标文件格式 ---- COFF，common object file format
   段（section）是COFF文件的基本单元。
   一个段是一个占据存储器里连续地址的代码或者数据块，COFF目标文件的每个段都是分开和不同的
   COFF目标文件通常包括3个默认段
   .text段，通常包含可执行代码

   .data段，通常包含初始化数据

   .bss段，  通常为未初始化变量保留存储空间
一些汇编伪指令可将代码和数据的各个部分与相应的段相联系，可以更有效地利用存储器，用户可以将任何段放到存储器的任何存储块上
2. 汇编器对段的处理
    汇编器通过段伪指令自动识别各个段，并将段名相同的语句汇编在一起
   
     汇编器有5条伪指令可以识别汇编语言程序的各个不同段
    .text、.data、.sect创建初始化段
    .bss和.usect创建未初始化段
    .sect与.usect创建自定义段和子段
    2.1 未初始化段
        未初始化段占用处理器存储空间，常常分配到RAM
        未初始化段在目标文件里没有实际内容，仅仅用于保留存储空间，当程序在运行时用这些空间来创建和存储变量
        汇编命令.bss和.usect用来创建未初始化数据区域
        .bss symbol, size [,[blocking flag][,alignment flag]]
        symbol .usect  “section name”, size [,[blocking flag][,alignment flag]]
       
symbol：指向.bss指令创建的段的第一个字，对应该存储空间的变量名。可被其他段引用，被声明为一个全局符号
size：为对应段开辟的存储空间大小，单位为字
blocking flag：可选参数。如果赋予一个非零值给该参数，汇编器会连续分配字节空间，这些区域不会超出一页边界，除非该段大于一页。
alignment flag: 可选参数。如果赋予一个非零值给该参数，该段会在一个长字边界开始
section name:段名
       
    2.2 .初始化段
           初始化段包含可执行代码或者初始化数据；当程序被装载时，它们就被放到处理器存储空间里
           每个初始化段独立分配空间，可以引用在其他段定义的标识（symbol），链接器自动处理这些段间引用
定义初始化段的指令：
.text
.data
.sect ”section name”[,value] value表示段指针SPC的初值，默认为0
    2.3 自定义段
           usect 创建像.bss段那样的段，这些段为变量在RAM开辟存储空间。
           .sect创建像.text和.data段那样包含代码和数据的段，可以创建可重分配地址的自定义段。
           用户可以创建多达32767个自定义段，段名多至200个字符。
           每次使用这两个指令可以用不同的section name来创建不同的段，如果用一个已经使用的section name，那么汇编器将代码和数据都汇编到同一个段。
    2.4 子段
          子段是更大的段中的较小的段，链接器可以像段一样操作它
          子段让用户可以更好的控制存储器映射
          可以使用.sect或者.usect指令来创建子段，格式为：
section name:subsection name

例，在段.text中创建一个_func子段如下：
   .sect  “text:_func”
 用户可以为其单独分配地址，也可以和.text段的其他部分一起分配地址
 
    2.5 段指针SPCs
           汇编器为每个段安排一个独立的程序计数器，即段程序计数器（SPC）。SPC表示一个程序代码段或数据段内的当前地址。开始时，汇编器将每个SPC置0，当汇编器将程序代码或数据加到一个段内时，相应的SPC增加。如果汇编器再次遇到相同段名的段，继续汇编至相应的段，且相应的SPC在先前的基础上继续增加。
3 链接器对段的处理
   链接器对段的处理：将一个或多个COFF目标文件（.obj）中的各种段作为链接器的输入段，经链接后在一个可执行的COFF模块（.out）中建立各个输出段
                                         为各个输出段选定存储器地址
    链接器有2条伪指令支持上述任务：
    ● MEMORY伪指令——用来定义目标系统的存储器配置空间，包括对存储器各部分命名，以及规定它们的起始地址和长度。
    ● SECTIONS伪指令——用来指定链接器将输入段组合成输出段方式，以及输出段在存储器中的位置，也可用于指定子段。
    若未使用伪指令，则链接器将使用目标处理器默认的方法将段放入存储空间。
如果在链接时不使用MEMORY和SECTIONS指令，则链接器使用目的处理器的默认分配算法;
有时用户不想使用默认设置，要自己进行存储器映射，就要使用MEMORY和SECTIONS等链接指令。
 
4 链接器对程序的重新定位
汇编器对每个段汇编时都是从0地址开始，而所有需要重新定位的符号(标号)在段内都是相对于0地址的。事实上，所有段都不可能从存储器中0地址单元开始，因此链接器必须对各个段进行重新定位。
   1.地址重定位
重新定位的方法：
     将各个段配置到存储器中，使每个段都有一个合适的起始地址；
     将符号变量调整到相对于新的段地址的位置；
     将引用调整到重新定位后的符号，这些符号
      反映了调整后的新符号值。  
   汇编器在需要引用重新定位的符号处都留了一个重定位入口。链接器在对符号重新定位时，利用这些入口修正对符号的引用值。
   2.运行时间重定位
 在实际运行中，有时需要将代码装入存储器的一个地方，而在另一个地方运行。
    如：一些关键的执行代码必须装在系统的ROM中,但运行时希望在较快的RAM中进行。
    利用SECTIONS伪指令选项可让链接器对其定位2次，其方法：
     ① 使用装入关键字设置装入地址；
     ② 使用运行关键字设置它的运行地址。
装入地址确定段的原始数据或代码装入的位置，而任何对段的使用（例如其中的标号），则参考它的运行地址。在应用中必须将该段从装入地址复制到运行地址。
    如果只为段提供了一次定位（装入或运行），则该段将只定位一次，并且装入和运行地址相同。如果提供了2个地址，则段将被自动定位。  
5 COFF文件中的符号
   COFF文件中有一张存放程序中的外部符号信息的符号表.该表在连接器重定位和程序调试时都要用到。
外部符号:
在一个模块中定义而在另一个模块中引用的符号，由.def、.ref和.global伪指令来定义。
.def       （定义）：在当前模块中定义而在别的模块中引用的符号
.ref（引用）：在当前模块中引用而在别的模块中定义的符号
.global（全局）：在当前模块中定义而在别的模块中引用的符
符号表：
每当遇到一个外部符号，无论是定义的还是引用的，汇编器都将在符号表中产生一个条目。
汇编器还产生一个指到每段的专门符号，链接器使用这些符号将其他引用符号重新定位。
 
6 C55x汇编器的特点
   1.代码字节寻址，数据字寻址。
   2.可变长度指令解码
   3.存储器模式选择：C54x兼容模式，CPL模式，ARMS模式。
   4.MMR寻址警告。
7.汇编伪指令
    汇编伪指令为程序提供数据和汇编过程的控制，功能有：
把代码和数据汇编到指定的段
在存储区为非初始化变量保留存储空间
控制列表文件的内容
初始化存储器
声明全局变量
指定程序要调用宏指令的宏指令库
检查符号调试信息
汇编伪指令和它的参数必须书写在一行中，可以带有标号和注释
8.宏指令 
 如果程序中需要多次执行某段程序，可以把这段程序定义（宏定义）为一个宏，然后在需要重复执行这段程序的地方调用这条宏。
 如果需要多次引用一个宏，但是每次都有不同的数据，可以在宏里使用参数，每次使用时赋予参数不同值即可
宏指令的作用主要是：
定义自己的宏指令和重新定义已存在的宏指令
简化长的或者复杂的汇编代码
访问指令库
在一个宏里定义有条件和可重复块
在一个宏里操作字符串
控制扩展列表

 
可以在程序的任何位置定义宏

必须在使用前定义

可以在源文件的开始，在.include/.copy文件或者在一个宏指令库里定义一个宏

宏定义可以嵌套。可以在定义里引用其他的宏，但是这些宏都必须和当前定义的宏在同一个文件里

 

宏定义的格式：
macname  .macro [parameter 1][，…，parameter n]
           ……..宏程序语句或宏伪指令
           [.mexit]
            .endm
macname:  宏程序名称，必须将名称放在源程序标号域。
.macro:  用来说明该语句为宏定义的第一行伪指令，
         必须放在助记符操作码区域。
parameters:  为任选的替代参数，作为宏指令的操作数。
宏程序语句:  每次宏调用时要执行的指令或汇编命令。
宏伪指令:  用于控制宏指令展开的命令。
.mexit:  相当于一条跳到.endm语句。
.endm:  结束宏定义。 
 
 9.其他伪指令
   .mmregs — 定义存储器映射寄存器的名称，这样就可以用AR0、PMST等助记符替换实际的存储器地址。
   ...........
10.C55x汇编语言源文件的书写格式
     一条语句占源程序的一行
    总长度可以是源文件编辑器格式允许的长度
    语句的执行部分必须限制在200个字符以内
 
 所有包含有汇编伪指令的语句必须在一行完成指定
 
 如果源程序很长，需要书写若干行，可以在前一行用反斜杠字符（\）结束，余下部分接着在下一行继续书写
 标号是由字母、数字以及下划线和$等组成，最多可32个字符
 标号分大小写，且第一个字符不能是数字
 助记符用来表示指令所完成的操作，可以是汇编语言指令、汇编伪指令、宏指令。其中：
助记符指令：一般用大写，不能从第一列开始
汇编伪指令：用来为程序提供数据和控制汇编进程，
   以句号“.”开始，且用小写
 宏指令：用来定义一段程序，以便宏调用来调用这段程序，
   以句号“.”开始，且用小写
宏调用：用来调用由宏伪指令定义的程序段
 作为操作数的前缀有三种情况：
 使用“#”号作为前缀，汇编器将操作数作为立即数处理
 使用“*”符号作为前缀，汇编器将操作数作为间接地址，即把操作数的内容作为地址
 使用“@” 符号作为操作数的前缀。汇编器将操作数作为直接地址，即操作数由直接地址码赋值

浮点数 1.623e-23 仅用于C语言
 
 
汇编程序中的符号用于标号、常数和替代字符。由字母、数字及下划线和美元符号（A~Z，a~z，0~9，_和$）等组成。

符号名最多可长达200个字符。

在符号中，第1位不能是数字，并且符号中不能含空格。

内建数学函数中的表达式必须为常数
 
11 TMS320C55x链接器
    
TMS320C55x链接器有两个功能强大的指令，即MEMORY和SECTIONS。

MEMORY指令允许用户定义一个目标系统的存储器映射，可以命名存储器的各个部分，并且指定开始地址和大小。

SECTIONS指令告诉链接器合成输入段为输出段，并且告诉链接器把这些输出段放在存储器的某个位置。

 

MEMORY：  用来指定目标存储器结构
SECTIONS：用来控制段的构成与地址分配
 
1 、MEMORY指令
 MEMORY
{
    [PAGE 0:] name_1[(attr)]:o=constant,l=constant;
   
    [PAGE n:] name_n[(attr)]:o=constant,l=constant;
}
其中：
PAGE:
 用于识别一个存储空间，可以使用多达255个页

 通常页0对应程序存储空间，页1对应存储器空间

 每个页面表现为一个完全独立的地址空间

Name：
命名一个存储空间

可以是任意合法字符

存储空间名字仅对链接器有用，在输出文件或者符号里不再保留

在不同页的存储空间范围可以有相同的名字，但在一页内不允许不同空间段有相同名字和交叠。

attr：
 指定与命名的存储空间范围相联系的
1~4个属性，使用时必须放在小括号里

合法的属性包括：
    R：表示该存储空间可读
    W：表示该存储空间可写
     X：表示该存储空间可以包含可执行代码    
      I：表示该存储空间可以初始化

o：
 指定存储段的开始地址。
 值为24位常数，可以是十进制、八进制或十六进制，单位为字节，也可写为org

l：
 指定存储段的长度
 值为24位常数，可以是十进制、八进制或者十六进制，单位为字节，也可以写len

SECTIONS
{
        oname_1:[property, property, property …]
        oname_2:[property, property, property …]
        oname_3:[property, property, property …]
}

其中：以oname开始的一行定义了一个输出段。段名oname后是属性列表，这些属性定义了段的内容和段如何分配到存储器。一个段可能的属性包括：

Load allocation 定义在存储器中段被装载的位置：      load=allocation     或 allocation     或 >allocation

Run allocation 定义在存储器中段运行的位置：
           run=allocation        或run > allocation

Input sections 定义组成输出段的输入段：
          句法为   {input_sections}