为什么 C“long”数据类型编译为两个 MSP430“.word”？答案

【问题标题】：Why does the C "long" data type compile to two MSP430 ".word"s?为什么 C“long”数据类型编译为两个 MSP430“.word”？
【发布时间】：2020-08-21 03:53:42
【问题描述】：

我明白：

char (1 byte)
short (2 bytes)
long (4 bytes)
long long (8 bytes)

但是在将 C 转换为汇编时，为什么会有额外的 .word 0 或 .word -1？

【问题讨论】：

两个 16 位 .word 值创建一个 32 位 two's complement 值（在“小端”endianness 中）？
您想知道为什么有两个（考虑一个单词的大小）还是想知道为什么它们具有它们所具有的值？
简短的回答是因为 msp430 是 16 位平台。

标签： c assembly msp430

【解决方案1】：

C 变量类型的大小取决于作者对该编译器和目标的选择。根据定义，没有固定的规则。对于一个（版本）编译器，一个 int 可以是一个目标的 16 位和另一个目标的 32 位。对于两个不同的编译器，相同的目标一个可以选择 16 位另一个 32 位。并且大小不必与通用寄存器大小一致 - 作者的选择。

这就是 stdint.h 的全部内容，它最终是编译器的一部分，并将 8、16、32、64 等大小之间的点与编译器为该目标选择的大小连接起来，一个特定版本的例如，用于 x86 的 stdint.h 的 gcc 预计不会与相同版本的 gcc msp430 stdint.h 兼容。

这里发生的事情正如你所描述的那样。

char (1 byte)
short (2 bytes)
long (4 bytes)
long long (8 bytes)

汇编语言特定于汇编器，工具，而不是目标，汇编器的作者可以选择他们选择的任何语法和助记符等。与芯片文档有些相关是理智的道路，但肯定没有汇编语言的规则。特别是您如何定义数据项。在这里，.word 表示 16 位值，.byte 表示 8 位值。

2048 = 0x0000....00800
-2048 = 0xFFFF....FF800

所以如果你剪掉 2048 的低 8 位你得到 0x00，你砍掉低 16 位你得到 0x0800，低 32 位你得到 0x00000800，所以

.byte 0x00

.word 0x0800

假设小端：

.word 0x0800
.word 0x0000

适用于 8、16 和 32 位

十进制：

.byte 0

.word 2048

.word 2048
.word 0

或

.word 2048,0

取决于汇编器的语法

对于负版-2048

.byte 0x00

.word 0xF800

.word 0xF800
.word 0xFFFF

对于该数字的 8、16 和 32 位版本

十进制

.byte 0

.word -2048

.word -2048
.word -1

一个 long long -2048 将是

.word -2048
.word -1
.word -1
.word -1

或 long long -2048 也可以实现为：

.byte 0
.byte -8
.byte -1
.byte -1
.byte -1
.byte -1
.byte -1
.byte -1

两者都在二进制文件中生成完全相同的数据。

【讨论】：

我当然假设汇编器将十六进制识别为 0x1234 而不是 $1234 或 1234h 或其他如果它完全支持十六进制值。
假设这是 GCC 输出，它是 GAS 语法，所以是的，这是一个很好的假设； GAS 使用 0x1234 表示十六进制常量，并且无法识别其他方式。
如您所知，我试图对汇编语言提出一个通用的观点，语法确实暗示了气体，是的，这暗示了 C 风格的十六进制语法。 OP 没有在问题中提供足够的信息以获得明确的答案。
各种类型必须能够表示最小范围内的值 - int 必须能够表示至少范围内的值@ 987654333@，表示它必须至少 16 位宽。它可能更宽，可能有填充位，但它必须包含至少 16 个值位。实施者在如何将这些需求映射到硬件上确实有很大的余地，但这并不是完全免费的。
很公平，感谢您的澄清，因为它不死板，但不像我声称的那样灵活也是很好的信息。

【解决方案2】：

我不确定，但我认为您的问题是您了解其他 CPU（例如 x86）上的汇编程序，并且您假设 .word 是 32 位字。

但是，.word 和 .long 等汇编语句和 C 数据类型 (!) 都是特定于处理器甚至特定于操作系统的。

示例：long 在 x86-64 Windows 上表示 4 个字节，在 x86-64 Linux 上表示 8 个字节； char 在 x86 上表示一个字节，在 MSP320F28x 上表示两个字节。

在 MSP430 上，.word 语句显然表示 16 位，而.long 语句在您使用的汇编程序中似乎不存在。

由于 C 数据类型 long 在 MSP430 上是 32 位，因此 long 类型的一个变量需要两个 .word 语句（2x16 位）。

【讨论】：

【解决方案3】：

MSP430 是 16 位 CPU，因此它不支持 32 位数字的硬件。因此，与任何此类低端 MCU 一样，它必须依赖软件库来处理更大的类型——一旦您使用 32 位算术，编译器就会在您的代码中内联此功能。这就是为什么 32 位算法在 16 个苦味上效率低下，而在 8 个苦味上非常效率低下的原因。

术语“单词”相当宽泛，但通常是指 CPU 可以存储在数据寄存器中并在单个指令中处理的最大数据块。这个“字长”使您的 MSP430 成为“16 位”。在 C 语言中，一个“单词”对应于类型int，因此在这个系统上是 16 位。

在 C 中编程时知道int 的大小和范围非常重要，因为这会影响整数常量123 的类型，用于隐式提升小整数类型的类型等等。

尽管在对嵌入式系统进行编程时，您永远不应该明确使用这些类型中的任何一种，但您应该使用来自stdint.h 的类型。

【讨论】：