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Keil C51中對(duì)雙數(shù)據(jù)指針的直接利用

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作者:湖北大學(xué) 易濤 朱容釗 時(shí)間:2007-08-15 來源:?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 收藏
在8051體系中,數(shù)據(jù)DPTR作為一個(gè)特殊的16位寄存器,用于尋址64 KB的XDATA或CODE空間,通常它被當(dāng)作一個(gè)16位,指向一個(gè)常數(shù)表。雙數(shù)據(jù)可以改善同時(shí)有兩個(gè)16位指針使用時(shí)的性能。作為一種增強(qiáng)特性,有許多8051派生型器件支持雙數(shù)據(jù)指針。以宏晶科技STC89系列的產(chǎn)品為例,DPTR被增強(qiáng)為DPTR0和DPTR1兩個(gè),仍然使用原來的地址,用另外一個(gè)SFR AUXR1的0位DPS來切換。當(dāng)DPS位為0時(shí),所有對(duì)DPTR的操作使用DPTR0;當(dāng)DPS位為1時(shí),所有對(duì)DPTR的操作使用DPTR1。這樣,通過一個(gè)簡(jiǎn)單的INC AUXR1指令,就可以來回切換兩個(gè)數(shù)據(jù)指針。

  1 對(duì)雙數(shù)據(jù)指針的支持情況

  作為一個(gè)常用的編譯器, 是支持雙數(shù)據(jù)指針的,但并不是直接支持。如果要在C51程序中使用雙數(shù)據(jù)指針,有一些特別的要求。

  首先來看 C51是如何支持雙數(shù)據(jù)指針的。

  在Keil C51的編譯器手冊(cè)中指出:#pragma modp2可以打開Philips或Atmel WM系列器件中有雙DPTR的型號(hào),并且可以提

升以下庫(kù)函數(shù)的性能,包括:memcpy,memmove,memcmp,strcpy,strcmp。

  Keil公司也提供了一個(gè)對(duì)照表,對(duì)比性能的提升。對(duì)比的型號(hào)是8051和Dallas 320,函數(shù)是memcpy塊拷貝。對(duì)照表如下:

對(duì)照表

  看起來似乎使用庫(kù)函數(shù)就可以大幅度提高程序性能,但實(shí)際上這樣做并不能保證一定可以提高程序性能。首先Dallas 320是4T的CPU,本身就比12T的8051快。其次,以memcpy為例,它的原型是void*memcpy(void*s1,const void*s2,int len),其傳人參數(shù)有3個(gè),合計(jì)8字節(jié),要使用數(shù)據(jù)段來傳送。在數(shù)據(jù)量少的情況下,參數(shù)傳遞的開銷就有可能大過數(shù)據(jù)傳遞的開銷。如果想要在數(shù)據(jù)塊拷貝或移動(dòng)的同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)加以處理,比如在一個(gè)目的數(shù)據(jù)塊后面加上一個(gè)校驗(yàn)和,那么使用庫(kù)函數(shù)是辦不到的,只有通過循環(huán)來進(jìn)行。當(dāng)數(shù)據(jù)塊的源和目都是16位地址時(shí),每一次循環(huán)都會(huì)有兩次對(duì)數(shù)據(jù)指針的賦值,在源地址和目地址之間來回切換,這時(shí)采用雙數(shù)據(jù)指針會(huì)有效地提高程序性能。如果要在程序中直接生成使用雙數(shù)據(jù)指針的代碼,目前沒有直接的編譯指令。Keil公司在它的網(wǎng)站上曾說過多數(shù)據(jù)指針支持庫(kù)函數(shù),并且目前也未打算在編澤器中直接支持多數(shù)據(jù)指針。

  2 Keil C中直接生成雙數(shù)據(jù)指針的代碼

  實(shí)際上,Keil C51編譯器還是可以直接生成使用雙數(shù)據(jù)指針的代碼的,只要沒定好適當(dāng)?shù)膬?yōu)化級(jí)別,安排好適當(dāng)?shù)腃51語句,編譯器就會(huì)生成使用雙數(shù)據(jù)指針的代碼。下面給出一個(gè)例子,使用雙數(shù)據(jù)指針將CODE區(qū)的一個(gè)16字節(jié)的數(shù)組拷貝到XDATA區(qū)。 編譯后其中for循環(huán)的匯編代碼主體如下:

程序

程序

程序

  可以看到,匯編代碼基本上是最簡(jiǎn)化的使用雙數(shù)據(jù)指針的匯編程序。

  由上面的代碼可知,在優(yōu)化級(jí)別7(Extended Index Ac-cess Optimizing)的作用下,DPTR被調(diào)用了。通過類型轉(zhuǎn)換和SFR指令的配合,雙數(shù)據(jù)指針指令被生成。這足一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方法,基本上這是一個(gè)框架,可以在看到雙DPTR調(diào)用被生成后加入其他語句,在塊操作的同時(shí)處理數(shù)據(jù)。

  3 調(diào)試環(huán)境的設(shè)定

  在Keil uVision2環(huán)境下,軟件仿真Philips或AtmelWM系列器件中有雙DPTR的型號(hào)時(shí),仿真器中會(huì)有AUXR1、DPTR0、DPTR1這3個(gè)寄存器。如果不使能雙DPTR特性,仿真時(shí)DPTR的值是混亂的。對(duì)于宏晶科技STC89系列器件的雙DPTR特性,打開軟件仿真設(shè)定的具體步驟是:在File/Device Database菜單中選擇STC的某一具體型號(hào),在Options框中"CPU="一項(xiàng)后加上MODP2,然后單擊Update更新器件庫(kù)。打開雙數(shù)據(jù)指針調(diào)試后,再啟動(dòng)Debug,就會(huì)有AUXR1、DPTR[0]、DPTR[1]這3個(gè)寄存器。當(dāng)加載上述程序時(shí),會(huì)清楚地看到雙數(shù)據(jù)指針的操作和AUXR1的變化。

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