信号与信息实验报告一C程序调用汇编子程序

一、实验分析：
1.C运行环境下寄存器的使用
⑴专用寄存器（使用目的固定，不可以随便使用）
SP（P6）和FP(P7)：堆栈管理
L0～L3:循环缓冲长度寄存器
⑵调用保护寄存器
P3～P5 R4～R7
这些寄存器的值在函数调用前和返回后保持不变，因此要使用这些寄存器，子函数必须先保存，返回之前恢复。

⑶任意使用寄存器
P0～P2,R0～R2,两组循环控制寄存器
ASTAT(算术运算标志寄存器)
A0～A1,I0～I3,B0～B3,M0～M3
2.参数传递和局部堆栈存储分配
Blackfin DSP C/C++编译器的参数传递采用两种方法：参数较少时采用寄存器，参数较多时同时采用寄存器和堆栈
概念化参数列表这样映射到物理内存：前3个节点（每个节点1字长，即32位）依次使用R0,R1,R2。

后面的节点依次放到堆栈上。

当调用子函数时，编译器分配12个字节以上的上空间来容纳参数。

当参数列表的节点个数n≤3时，编译器在堆栈上分配3个字的空间；否则分配n个字的空间。

同时将参数列表放入所分配的空间（前3个节点放入R0,R1,R2，同时堆栈空间中也预留了前3个节点的位置）。

堆栈中为参数所分配的空间与所要传递的参数的对应关系是——参数列表从左到右依此对应堆栈空间从低地址到高地址。

如在C中调用汇编子函数：add (a,b,c,d,e)，设若所有参数类型都是4字节的，并且在add的汇编代码中有寄存器入栈保护语句[--SP]=(R7:4,P5:3)，即将R7~R4,P5~P3都压入堆栈保护，则堆栈状态如下：（下面示意图中每一对【】表示堆栈中的一个字单元，sp表示堆栈指针，堆栈空间地址为从左到右递增；示意图中空的三对【】表示为前三个参数预留的堆栈空间，但这三个参数却传递到
了R0~R2中）
【P5】【P4】【P3】【R7】【R6】【R5】【R4】【】【】【】【d】【e】
sp
此时，a => R0, b => R1, c => R2; 若要读取参数d和e时，需要计算堆栈空间分布：d=> [sp+40]，e => [sp+44].
函数返回值的传递：
⏹返回值<=32,使用R0表示；
⏹32<返回值<=64,使用寄存器对R0, R1表示；
⏹返回值>64,调用者在调用之前分配返回值所需内存，用P0指向分配的空间，子函数用这个隐含的指针将返回值传递过来。

二、实验程序
C文件：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
extern int * add(int a,int b,int c,int d,int e),*shuzu(int *f,int *g);
void main()
{
int a,b,c,d,e;
int f[3],g[3];
int *result;
scanf("%d,%d,%d,%d,%d",&a,&b,&c,&d,&e);
result=add(a,b,c,d,e);
printf( "a+b+c = %d\n\n", *(result));
printf( "a+c+d+e = %d\n\n", *(result-1));
printf( "a-b = %d\n\n", *(result-3));
printf( "the ASTAT of :a-b = %d\n\n", *(result-2));//返回状态寄存器的值
scanf("%d,%d,%d,%d,%d,%d",&f[0],&f[1],&f[2],&g[0],&g[1],&g[2]);
result=shuzu(f,g);
}
汇编子程序文件：
.section L1_code;
.global _add;
.global _shuzu;
_add:
[--SP]=(R7:4,P5:3);//寄存器入栈保护
P0=0;
R3=R0-R1;//a-b
[P0++]=R3;//存储a-b
R3=ASTAT;
[P0++]=R3;//存储a-b后算术状态标志寄存器的状态到[P0++]
R3=0;
R3=R0+R2;//R3=a+b
R4=[SP+40];//R4=d
R3=R3+R4;//R3=a+b+d
R4=[SP+44];//R4=e
R3=R3+R4;//R3=a+c+d+e
[P0++]=R3;////存储a+c+d+e后算术状态标志寄存器的状态到[P0++] R3=0;
R3=R0+R1;
R3=R3+R2;//R3=a+b+c
[P0]=R3;////存储a+b+c后算术状态标志寄存器的状态到[P0]
R0=P0;
RTS;
_add.end:
_shuzu:
RTS;
_shuzu.end:
三、实验过程：
1.输入整数a,b,c,d,e.使a=1,b=2,c=3,d=4,e=5
2.程序运行结果如下：
3.a-b与a-b后算术状态标志寄存器ASTAT的状态关系
⑴若a-b为非负数-正=负（如1-2）或负-负=负（-3-（-1）），
a-b后算术状态标志寄存器ASTAT的状态34
⑵若a-b为负-非负数=负（如-1-3或-1231-0）
a-b后算术状态标志寄存器ASTAT的状态为38
⑶当a-b为正-非负数=正（12-0或112-1）或负-负=正（-11-（-231））
a-b后算术状态标志寄存器ASTAT的状态为36.
⑶若a-b为非负数-负=正(如343-（-12）或0-（-65）)
a-b后算术状态标志寄存器ASTAT的状态为32
⑷若a-b=0,
a-b后算术状态标志寄存器ASTAT的状态为37.
4.讨论输入整数数组f[3],g[3]，参数如何传递
输入数组f[3]={1,2,3},g[3]={4,5,6};
调用数组的函数shuzu(f,g)有两个参数，这两个参数将放在R0、R1两个节点里。

单步调试程序至result=shuzu(f,g);这个语句之后。

在Data Register File表里监测到R0地址为FF803FAC，R1地址为FF803FB8。

将R0地址输入到BLACKFIN Memory表中，可以看到从FF803FAC开始，每隔四位保存一个数据，分别是1，2，3。

即f[3]数组。

将R1地址输入到BLACKFIN Memory表中，可以看到从FF803FB8开始，每隔四位保存一个数据，分别是4,5,6。

即g[3]数组。

四、实验心得
通过这次实验，我了解了C与汇编混合编程的特点及规则，掌握了在C代码中调用汇编语言编写的子函数的方法，熟悉了C运行环境下寄存器的使用，学习了调用子函数时参数的传递和局部堆栈的存储分配。