搞单片机有必要学汇编吗?

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作者 | strongerHuang

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做嵌入式软件开发,如果是做上层应用开发,可能不会遇到汇编代码。

但如果你是做底层的软件开发,比如驱动,你遇到汇编的概率比较大。

那么,学单片机有必要学汇编吗?这里,我们先看下ChatGPT给出的答案:

下面简述一下汇编的常见应用。

嵌套汇编与编译器有关

有认真研究,或者说细心一点的读者应该都知道:C中定义汇编代码与编译器有关

比如:你在core_cm4.h文件会看到如下的代码:

#if   defined ( __CC_ARM )
  #define __ASM            __asm                                      /*!< asm keyword for ARM Compiler          */
  #define __INLINE         __inline                                   /*!< inline keyword for ARM Compiler       */
  #define __STATIC_INLINE  static __inline


#elif defined ( __GNUC__ )
  #define __ASM            __asm                                      /*!< asm keyword for GNU Compiler          */
  #define __INLINE         inline                                     /*!< inline keyword for GNU Compiler       */
  #define __STATIC_INLINE  static inline


#elif defined ( __ICCARM__ )
  #define __ASM            __asm                                      /*!< asm keyword for IAR Compiler          */
  #define __INLINE         inline                                     /*!< inline keyword for IAR Compiler. Only available in High optimization mode! */
  #define __STATIC_INLINE  static inline


#elif defined ( __TMS470__ )
  #define __ASM            __asm                                      /*!< asm keyword for TI CCS Compiler       */
  #define __STATIC_INLINE  static inline


#elif defined ( __TASKING__ )
  #define __ASM            __asm                                      /*!< asm keyword for TASKING Compiler      */
  #define __INLINE         inline                                     /*!< inline keyword for TASKING Compiler   */
  #define __STATIC_INLINE  static inline


#elif defined ( __CSMC__ )
  #define __packed
  #define __ASM            _asm                                      /*!< asm keyword for COSMIC Compiler      */
  #define __INLINE         inline                                    /*use -pc99 on compile line !< inline keyword for COSMIC Compiler   */
  #define __STATIC_INLINE  static inline
#endif

如果你写过Keil C51,你还会发现有如下(通过预处理)嵌套汇编:

#pragma asm


; Assembler Code Here


#pragma endasm

所以,你会发现,不同的编译器,汇编代码还是有差异。当然,这里主要是说C中嵌套汇编与编译器有关。

C中嵌套汇编代码

常见两种定义:

1.在C函数中定义一段汇编代码;

2.在C文件中定义一个汇编函数;

(当然,两个意思差不多,都是在C中嵌套汇编)

上面说了C中定义汇编代码与编译器有关,换句话说:不同编译器解析汇编代码的方式不同。

这里还是拿core_cm3.c来举例说明,定义一个__get_PSP函数。

在Keil MDK中定义:

__ASM uint32_t __get_PSP(void)
{
  mrs r0, psp
  bx lr
}

在IAR EWARM中定义:

uint32_t __get_PSP(void)
{
  __ASM("mrs r0, psp");
  __ASM("bx lr");
}

__asm(__ASM)关键字用于调用内联汇编程序,并且可在 C 或 C++ 语句合法时出现。

案例

下面举一些常见例子。

1.FreeRTOS中portmacro.h文件下源代码:

static portFORCE_INLINE void vPortRaiseBASEPRI( void )
{
uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;


  __asm
  {
    /* Set BASEPRI to the max syscall priority to effect a critical section. */
    msr basepri, ulNewBASEPRI
    dsb
    isb
  }
}

2.FreeRTOS中port.c文件下源代码:

__asm void xPortPendSVHandler( void )
{
  extern uxCriticalNesting;
  extern pxCurrentTCB;
  extern vTaskSwitchContext;


  PRESERVE8


  mrs r0, psp
  isb


  ldr  r3, =pxCurrentTCB    /* Get the location of the current TCB. */
  ldr  r2, [r3]


  stmdb r0!, {r4-r11}      /* Save the remaining registers. */
  str r0, [r2]        /* Save the new top of stack into the first member of the TCB. */


  stmdb sp!, {r3, r14}
  mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
  msr basepri, r0
  dsb
  isb
  bl vTaskSwitchContext
  mov r0, #0
  msr basepri, r0
  ldmia sp!, {r3, r14}


  ldr r1, [r3]
  ldr r0, [r1]        /* The first item in pxCurrentTCB is the task top of stack. */
  ldmia r0!, {r4-r11}      /* Pop the registers and the critical nesting count. */
  msr psp, r0
  isb
  bx r14
  nop
}

3.内核复位

这是之前分享过的一篇文章《STM32复位来源》中的代码:

__asm void NVIC_CoreReset_a(void)
{
  LDR R0, =0xE000ED0C
  LDR R1, =0x05FA0001
  STR R1, [R0]
deadloop_Core
  B deadloop_Core
}

看了这些案例,也确实用到汇编。那么,你觉得学单片机有必要学汇编吗?

正如ChatGPT所言,对于普通嵌入式开发者,有必要学习汇编基础的内容,但不必深入学习,我们只需要明白大概的含义即可。

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