AVR RTOS 的内联 C 汇编器宏

Question

我正在尝试为 AVR 编写一个抢占式调度程序，因此我需要一些汇编代码……但我没有汇编程序的经验。但是，我在一些 C 宏中编写了我认为需要的所有汇编代码。在编译时，我得到了一些与汇编器相关的错误（需要常量值和行和行的垃圾），这让我认为我的宏中有些地方不正确......

下面的宏 load_SP(some_unsigned_char, some_unsigned_char) 将堆栈指针设置为一个已知的内存位置...我将该位置保存在全局结构 aux_SP 中；

类似的东西是load_PC(...)，它正在堆栈上加载，一个程序计数器：“func_pointer”，顾名思义，它实际上是一个指向函数的指针。我在这里假设程序计数器和函数指针都用 2 个字节表示（因为闪存足够小）

为此，我使用处理器寄存器 R16。为了保持这个寄存器不变，我首先用宏“save_R16(tempR)”保存它的值，然后用宏“load_R16(tempR)”恢复它的值，其中“tempR”可以看出是一个全局C变量.

这只是简单地写在头文件中。这与另外两个宏（由于它们的大小而没有写在这里）“pushRegs()”和“popRegs()”基本上是推然后弹出所有处理器寄存器都是我的汇编代码......

我应该怎么做才能更正我的宏？

// used to store the current StackPointer when creating a new task until it is restored at the
// end of createNewTask function.
struct auxSP
{
    unsigned char auxSPH;
    unsigned char auxSPL;
};

struct auxSP cSP = {0,0};

// used to restore processor register when using load_SP or load_PC macros to perform
// a Stack Pointer or Program Counter load.
unsigned char tempReg = 0;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////// assembler macros begin ////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// save processor register R16
#define save_R16(tempR)                                 \
    asm volatile(                                       \
            "STS tempR, R16                     \n\t"   \
                );

// load processor register R16
#define load_R16(tempR)                                 \
        asm volatile(                                   \
                    "LDS R16, tempR             \n\t"   \
                    );

// load the Stack Pointer.              Warning: Alters the processor registers
#define load_SP(new_SP_H, new_SP_L)                     \
    asm volatile(                                       \
                "LDI R16, new_SP_H              \n\t"   \
                "OUT SPH, R16                   \n\t"   \
                "LDI R16, new_SP_L              \n\t"   \
                "OUT SPL, R16                   \n\t"   \
                );

// load the Program Counter on stack.   Warning: Alters the processor registers
#define load_PC(func_pointer)                           \
    asm volatile(                                       \
                "LDS r16, LOW(func_pointer)     \n\t"   \
                "PUSH r16                       \n\t"   \
                "LDS r16, HIGH(func_pointer)    \n\t"   \
                "PUSH r16                       \n\t"   \
                );

Answer 1

您的主要参考来源应该是http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/inline_asm.html

避免使用“unsigned char” - 使用“uint8_t”，因为它更短且更明确。避免使用宏——尽可能使用静态内联函数。不要为 auxSP 发明自己的结构，尤其是不要使用与目标通常使用的不同的字节序 - 只需使用 uint16_t。当你可以用 C 写东西时，不要用汇编写东西。不要把需要组合在一起的 asm 语句分开（例如在一个语句中保留 R16，然后在第二个语句中使用它）。

这会给我们带来什么影响？

我已经很久没有做过很多 AVR 编程了，但这可能会让你开始：

static inline uint16_t read_SP(void) {
  uint16_t sp;
  asm volatile(
    "in  %A[sp], __SP_L__ \n\t"
    "in  %B[sp], __SP_H__ \n\t"
  : [sp] "=r" (sp) :: );
  return sp;
}

static inline void write_SP(uint16_t sp) {
  asm volatile(
    "out  __SP_L__, %A[sp] \n\t"
    "out  __SP_H__, %B[sp] \n\t"
  :: [sp] "r" (sp) : );
}

typedef void (*FVoid)(void);
static inline void load_PC(FVoid f) __attribute__((noreturn));
static inline void load_PC(FVoid f) {
  asm volatile(
    "ijmp"
  :: "z" (f) );
  __builtin_unreachable();
}

您可能还需要确保在使用任何中断之前禁用中断。

Answer 2

这是我在 AVR 平台上编写的 C 代码示例。它不是宏而是函数，因为它更适合我。

void call_xxx(uint32_t address, uint16_t data)
{
    asm volatile("push r15"); //has to be saved
    asm volatile("ldi r18, 0x01");  //r15 will be copied to SPMCSR
    asm volatile("mov r15, r18"); //copy r18 to r15 (cannot be done directly)
    asm volatile("movw r0, r20"); //r1:r0 <= r21:r20 //should conatain "data" parameter
    asm volatile("movw r30, r22"); //31:r30<=r23:r22 // should contain "address" parameter ...
    asm volatile("sts 0x5b, r24"); //RAMPZ
    asm volatile("rcall .+0"); //push PC on top of stack and never pop it
    asm volatile("jmp 0x3ecb7");  //secret function
    asm volatile("eor r1, r1"); //null r1
    asm volatile("pop r15");  //restore value

    return;
}

也可以尝试不使用\n\t，这可能是“在线垃圾”

需要常量值的问题可能来自这里：

#define save_R16(tempR)                                 \
    asm volatile(                                       \
            "STS tempR, R16                     \n\t"   \
                );

对此我不太确定，但 STS（和其他）需要一个可能需要在编译时修复的地址。因此，根据您使用宏的方式，它可能无法编译。如果 tempR 不固定，您可以使用函数而不是宏。