《DSP技术及应用》课件第5章

第5章TMS320C54xDSP汇编指令5.1汇编程序格式5.2汇编表达式

5.3指令中的符号及缩写5.4指令系统5.5可重复和不可重复执行的指令5.6汇编伪指令汇编语言源程序文件包含三大汇编语言要素：汇编指令、汇编伪指令和宏命令，它们之间的有机组合可完成特定的程序功能。

汇编语言编程有助记符指令集和代数指令集两种，但这两种指令集不能混用。本章介绍助记符指令集，后续章节使用的也是助记符指令。DSP汇编源程序的后缀为.asm，就是assembler(汇编)的缩写。

5.1汇编程序格式

助记符指令一般由以下四部分（字段）组成，其中有中括号(［］)的部分为可选项。

［标号］［:］助记符［操作数,…］［;注释］助记符指令的书写规则如下：

(1)所有包含伪指令的语句必须在一行内列出；

(2)对于其他指令，如果某行的最后加了反斜杠(＼)，表示下一行是该行的继续；

(3)所有语句必须以标号、空格或分号开始；

(4)标号为可选项，如果使用，必须从一行的第一列位置(行首)开始,标号的冒号(:)为可选项，不作为标号的一部分;

(5)各字段之间必须用一个或多个空格分开，制表符Tab键等效于空格，而且能实现自动对齐；

(6)注释为可选项，如果使用则以分号(；)开始。

以上除注释可以使用中文字符外，其他均为英文字符。

1.标号

标号由A~Z、a~z、0~9、_和＄等符号组成，区分大小写，最长可达32个字符，但第一个字符不能是数字。标号后面可以带冒号(:)，但冒号不作为标号的一部分。

如果使用标号，标号的值就是段程序计数器(SPC)的当前值，也就是该行代码开始存储的地址。

例5.1中是一段用汇编语言编写的FIR滤波函数程序，其中_FIR是一个标号，表示这段代码的入口地址。标号_FIR以下划线(_)开始，可以在C语言程序文件中进行调用。因为C文件的函数名经编译后，会自动在函数名前加下划线(_)。例5.1一段FIR滤波函数程序。

_FIR:

;保护子程序用到的辅助寄存器

FRAME

-1;FRAME用于开辟局部帧，保护主函数传递来的局部变量

PSHM

AR2

PSHM

AR3

PSHM

ST1;ST1含有SXM、FRCT、OVM等控制位

STM#_input_mix,input_mix_P

LD*input_mix_P,A;将当前采样值载入到A中

CALLfir;滤波结果也返回至A中

;恢复辅助寄存器和原来的运算状态

POPMST1

POPMAR3

POPMAR2

FRAME1

RET

2.助记符

助记符不能从一行的第一列开始书写，否则被认为是标号。助记符中还包括伪指令或宏调用。

3.操作数

操作数字段是一个操作数列表，根据指令要求操作数可以有一个或多个，也可能没有操作数。操作数之间用逗号(,)隔开，它可以是常数、符号或符号表达式,其前缀规定如下所述。

前缀#：表示其后的操作数为立即数。

前缀*：表示其后的操作数为间接寻址。

ADD#123,B;将立即数123(十进制)加到累加器B上

LD*AR1,A;将AR1所指向的单元内容装载到累加器

A中

各种数据的前后缀规定如下：

二进制整数，其后加B或b，最多16位，不足16位，其高位用0填充。

八进制整数，其后加Q或q，或者在其前面加数字0，最多6位，不足6位，其高位用符号位填充。十进制整数，由十进制字符组成，范围为－32768~65535。

十六进制整数，其后加H或h，或者在其前面加字符0x，必须以数字0~9开始，最多4位，不足4位，其高位用符号位填充。

浮点数，IEEE－32bit格式，输入格式如下：

［±］［nnn.nnn］e［±nnn］数据范围从1.175494e-38到3.40282346e38,除非写成整

数形式，否则小数点不能省略。如3.e5合法，而3e5则非法，编译器不能识别。nnn均为十进制字符,指数为以10为底的

指数。

操作数可以使用以下符号来表示。

(1)用.global、.def和.ref定义的全局标号，用＄或name?定义的局部标号。全局标号具有系统唯一性，不能重新定义;局部标号只有局部意义，在同一个汇编程序中可重新定义和使用。

(2)用.set定义的符号常数。

(3)用.mmregs定义的映射寄存器符号。

(4)用.asg定义的替代符号等。

4.注释

注释可以从一行的任意列开始，除第一符号是分号(；)

外。注释中可以使用ASCII字符、空格以及中文字符，建

议多加注释，以增加程序的可读性。

5.2汇编表达式

表达式是由运算符组合起来的常数或符号构成的，它的值必须是唯一或绝对的，有效值范围为－32768~32767。表5.1列出了汇编表达式中可用的运算符，C54x汇编器使用和C语言一样的优先级表示，用小括号(())可以改变优先顺序。

5.3指令中的符号及缩写

在介绍C54x指令系统之前，应先说明指令系统中使用的符号和缩写，如表5.2所示。

5.4指令系统

TMS320C54x的指令集包含四种基本类型的操作，分别如下:

(1)加载和存储指令,包括加载、存储以及条件存储和复合加载存储的指令等。

(2)程序控制指令,包括分支转移、调用、中断、返回、重复等程序控制指令。

(3)算术运算指令,包括加法、减法、乘法、乘累加、32位操作数运算以及其他一些专用指令。

(4)逻辑运算指令,包括与、或、异或、移位和测试指令等。5.4.1加载和存储指令

C54x的加载和存储指令包括加载指令、存储指令、条件存储指令和混合加载存储指令，如表5.3所示。5.4.2程序控制指令

C54x的程序控制指令包括分支转移指令、子程序调用指令、中断指令、返回指令、重复指令、堆栈操作指令以及混合程序控制指令，如表5.4所示。5.4.3算术运算指令

C54x的算术运算指令包括加法指令、减法指令、乘法指令、乘累加和乘减指令、双字/双精度运算指令以及专用指令，如表5.5所示。5.4.4逻辑运算指令

C54x的逻辑运算指令包括与指令、或指令、异或指令、移位指令以及测试指令，如表5.6所示。5.4.5并行操作指令

C54x的并行操作指令包括并行装载和存储指令、并行存储加/减指令和并行存储乘法指令，如表5.7所示。

5.5可重复和不可重复执行的指令

5.5.1重复执行时变成单周期的多周期指令

下列指令单独执行时为多周期执行指令，执行周期为2~5个周期不等。但当用RPT重复执行时，在指令流水线下均变成单周期指令，同样可以达到非常快的速度。

(1)滤波运算类指令有FIRS、MACD和MACP。

(2)数据传送类指令有MVDK、MVDM、MVDP、MVKD、MVMD、MVPD、READA和WRITA。5.5.2不可重复执行的指令

下列指令不能建立指令流水线执行过程，因而不能用RPT重复执行，时间效率较低。

(1)运算类指令有ADDM、ANDM、ORM、XORM和RND。

(2)加载存储类指令有LDARP或DP、DST和MVMM。

(3)程序控制类指令基本不能重复执行，不能重复执行的程序控制指令分别如下。①分支转移指令：B［D］、BACC［D］、BANZ［D］、BC［D］、FB［D］和FBACC［D］；

②子程序调用指令：CALA［D］、CALL［D］、CC［D］、FCALA［D］和FCALL［D］；

③中断指令：INTR和TRAP；

④返回指令：FRET［D］、FRETE［D］、RC［D］、RET［D］、RETE［D］和RETF［D］；⑤重复指令：RPT、RPTZ和RPTB［D］；

⑥混合程序控制指令：IDLE、RESET、RSBX、SSBX和XC。

(4)其他不能重复执行的指令是CMPR。

5.6汇编伪指令

汇编伪指令为程序提供数据并控制汇编过程，主要功

能有：

(1)变量定义、分配存储空间，常量初始化；

(2)代码段定义等操作；

(3)调用其他文件、条件汇编、提取宏等操作；

(4)调试信息、输出列表等操作。5.6.1变量定义和常数初始化

有关变量定义及常数初始化的伪指令有：

.mmregs

定义存储器映射寄存器(MMR)的符号。使用这条指令后，凡是存储器映射寄存器都可直接使用此符号，而不必逐一定义其地址。

.defsymbol1［，symbol2，…］在当前文件中定义一个或多个符号，可以被其他文件

引用。

.refsymbol1［，symbol2，…］

在当前文件中引用其他文件中定义的一个或多个符号。.globalsymbol1［，symbol2，…］

定义一个或多个全局(外部)符号，可以是C文件定义的

符号。

.intvalue1［，value2，…］初始化一个或多个16位整数，其首地址由.int前面的标号决定，个数由数据个数决定。如汇编伪指令：

K1:.int3，5，7

相当于下面的C语言语句：

K1［3］=［3，5，7］；

编译器在编译数据时，一般是先编译全部数据，再将数据截短为16位的数据，而不检查数据超出范围之类的错误。数据本身的错误由程序编写人员负责处理。

.wordvalue1［，value2，…］

此伪指令的功能和用法与.int的功能和用法相同。

.floatvalue1［，value2，…］

初始化一个(段)浮点数。一个浮点数占用2个字的存储单元，其存储格式如图5.1所示。图5.1一个浮点数的存储格式其中，s为一个1位符号域，e为8位有偏指数，f为23位小数，高16位在低地址，低16位在高地址，且自动对齐偶字边界，即低地址在偶地址上。假设数据段(.data)地址从0x100开始，如例5.2所示,则3.14从0x0102地址开始存储，0x0101单元空着。

.doublevalue1［，value2，…］

此伪指令的功能和用法与.float的功能和用法相同。

.longvalue1［，value2，…］

初始化一个或多个32位整数，高16位在低地址(偶地址)，低16位在高地址，且自动对齐偶字边界。

.string“string1”［，“string2”，…］

初始化一个或多个文本字符串。每个字符为8位数据，但仍用一个字单元(16位)保存，高8位填充为0。

.charvalue1［，value2，…］

.bytevalue1［，value2，…］

初始化一个或多个字节，用法同伪指令.string。

.set

将前面的标号定义为符号常量，如：

K:

.set3//编译时将K换成3

.asg定义替代符号，编译时将前面的字符串替代为后面的符号。如编译以下两行代码：

.asg

AR1,DATA_P1//DATA_P1是AR1的别名

.asgAR1,DATA_P2//DATA_P2是AR1的别名

编译器将DATA_P1和DATA_P2都替换成AR1，或者说，AR1可以有多个别名。

.align［sizeinwords］将SPC(段指针)调整到一个由sizeinwords(2的整数次幂)指定的字边界，以满足某些特殊寻址的要求。sizeinwords默认为128字(页边界)。如在例5.2中，若在f1前面一行加上“.align”,则f1从0x180开始存储，

*(0x0180)=0x4048，*(0x0181)=0xF5C3。

.space［sizeinbits］

在当前段保留size个比特存储空间。若需要保留多少个字的空间，可将size定义为16的整数倍,如“.space4*16”。

.even

将SPC(段指针)调整到一个偶字边界,它相当于“.align2”伪指令。5.6.2段定义相关伪指令

.text

汇编到.text段(可执行代码段)，.text段为系统默认产生的程序段名。

.data

汇编到.data段(已初始化数据段),.data段为系统默认产生的已初始化数据段名。

.bsssymbolsizeinwords［,［blockingflag］［,alignmentflag］］

定义一个未初始化段，为symbol变量分配sizeinwords个字的存储空间,可以指定分块标志(blockingflag)和存储边界(alignmentflag)。.bss段为系统默认产生的未初始化数据段

名。如：

.bssbuffer,K_size,1,128

//为变量buffer分配K_size个存储单元,1段，对齐128字边界.sect“sectionname”定义已初始化命名段，汇编到sectionname的段，它的作用类似于.text和.data，为已初始化段。段名sectionname在编译时仅前8个字符有效。

.usect“sectionname”,sizeinwords［,［blockingflag］［,alignmentflag］］

定义未初始化命名段，汇编到sectionname的段，它的作用和使用类似于.bss，为未初始化段。

在行首可以有标号，以定义段的首地址。段名sectionname在编译时仅前8个字符有效。5.6.3引用其他文件和条件汇编

.include“filename”

将指定文件复制到当前位置，可以是程序、数据和符号定义等。在行首可以有标号，以定义段的首地址。如:

COFF_START:.include″coff＼＼LPF.inc″

//在当前文件夹的coff子文件夹中

.if、.elseif、.else、endif

条件编译，汇编器根据表达式的真假情况进行编译。

.end

结束汇编，编译器忽略.end后面的代码。5.6.4宏定义和宏引用

如果在程序当中需要多次执行某段程序的一个简短的程序代码时，可以把这段程序定义为宏，然后在需要时调用，以提高编程效率和执行效率。

宏定义如下：

macname.macro［parameter1］［,parameter2,…］…

［.mexit］

…

.endm[HT5]

其中，macname为宏名，放在行首，.mexit为宏退出，可选项，.endm为结束宏定义。.mexit类似于C语言中的goto语句，其后面的代码不执行，直接跳转到.endm处。如宏add3的定义如下：

.text

add3.macro p1,p2,p3,p//p=p1+p2+p3

LDp1,A

ADDp2,A

ADDp3,A

STLA,p

.endm当执行

add3a1,b1,c1,d1//d1=a1+b1+c1，变量不能用a、b表示，以免与累加器A、B名相混淆时,汇编器执行如下代码：LD