汇编语言|嵌入式开发：汇编语言的4种用法 CPU|断点

文章图片

文章图片

很多嵌入式开发人员认为应该避免使用汇编语言，原因是它特定于所使用的处理器架构，难以阅读、理解和维护。今天，我们将看看仍然适合使用汇编语言的几个领域以及该代码的样子。

在我们查看仍然可以使用汇编语言的每个领域之前，请记住，这些汇编指令如何集成到代码库中将根据所使用的开发环境而有所不同。通常有一些自定义编译器函数用于让编译器语言知道正在使用汇编指令，例如_asm() 。我们检查的代码片段可能需要在使用前进行修改。

【汇编语言|嵌入式开发：汇编语言的4种用法】汇编用法 1 – 执行断点指令
每当我开始一个新项目时，我在实施过程中做的第一件事就是将断点的汇编指令放在 CPU 故障、看门狗超时和特殊 RTOS 事件(例如 malloc 失败)的中断服务例程中(即使我避免使用malloc) 。这样做的原因是我想在意外到达这些功能之一时收到通知，但我不想管理这些断点。许多现代处理器都有断点汇编指令，使用汇编代码执行该指令是完全合适的。
对于 Arm Cortex-M 处理器，使用类似于 STM32 CubeIDE 的 IDE ，这样的汇编实现可能如下所示：

当到达该指令时，处理器将停止执行。
汇编用法 2 – 从引导加载程序到应用程序的转换
嵌入式开发人员应该考虑使用汇编语言的第二个领域是从引导加载程序到应用程序代码的过渡点。在许多系统中，引导加载程序是第一个执行的应用程序。它设置处理器、验证内存并可能执行其他几个功能。但在某些时候，引导加载程序让位并跳转到主应用程序。为了使跳转成功，处理器中的许多组件需要设置为其初始状态，例如系统堆栈，然后需要加载应用程序的复位向量的函数指针。
当我将汇编语言集成到应用程序中时，我经常使用 IDE 的汇编功能。这些功能可能因一个 IDE 而异。例如，下面是一个函数，它接受应用程序的复位向量所在的起始地址位置。此代码是使用 NXP 特定工具链为 NXP Kinetis-L 处理器编写的：

另一个相同功能的示例，但在这种情况下，代码是为德州仪器 C2000 处理器编写的：

同样，这提供了对处理器的低级控制，以确保一切都回到原点，然后应用程序可以从头开始执行。
汇编用法 3 – 控制循环中的代码优化
在某些情况下，可能需要在使用汇编的高频控制循环中优化代码。在装配中手动编码快速控制回路过去很常见，虽然有时这仍然是合适的，但在当今拥有超快处理器和使用复杂优化技术的编译器的嵌入式开发环境中，汇编语言使用的最后一种情况正在消失。
汇编用法 4 – 教授微控制器基础知识
虽然今天许多人都希望从可能的最高抽象级别开始，但对于嵌入式系统来说，开发人员了解底层发生的事情至关重要，并且没有比在汇编中编写软件更好的学习方法了。
虽然不应该花很多时间在编写汇编上，但刚接触嵌入式系统的开发人员应该编写一些非常基本的应用程序，例如“Hello World”应用程序和闪烁 LED 应用程序，以了解如何初始化处理器，控制寄存器并稍微熟悉底层指令集。如果开发人员了解底层架构，这些细节可以帮助开发人员用 C/C++ 编写更高效的代码，而真正理解它的唯一方法就是使用它自己的自然语言来使用它。