ASM真要被掃進歷史的垃圾堆了嗎？
時間：2021-11-08 15:55:55
手機看文章
掃描二維碼
隨時隨地手機看文章
[導讀]最近瀏覽一個挺流行的視頻——X天學會單片機。內容確實通俗易懂，制作的比較用心。但其中的有個觀點筆者不敢茍同，就是現在C語言已經強大到勝任所有任務，大家沒有必要再去學習匯編語言了，直接從C學起就行了。這種觀點似乎有一定道理，我甚至懷疑現在是不是真的有很多同學不再學習匯編了。特別是現...
最近瀏覽一個挺流行的視頻——X天學會單片機。內容確實通俗易懂，制作的比較用心。但其中的有個觀點筆者不敢茍同，就是現在 C 語言已經強大到勝任所有任務，大家沒有必要再去學習匯編語言了，直接從 C 學起就行了。
這種觀點似乎有一定道理，我甚至懷疑現在是不是真的有很多同學不再學習匯編了。特別是現在大多數廠商都提供了完備的驅動代碼的情況下，我們做項目基本上用不到寫 ASM 代碼了。
ASM 就要被時代淘汰了！可真的是這樣嗎？
下面我們結合兩個實際工程中碰到的例子談一下，掌握 ASM 語言對我們寫出穩(wěn)定高效代碼的必要性。
看第一個例子，為說明問題，代碼我們做了簡化：
我們看代碼，主程序翻轉 PORTA 的引腳 0，定時中斷服務程序翻轉 PORTA 的引腳 1。乍一看很難看出有什么問題。有不少同學就是這么中招兒的。這要是控制一些 LED 指示燈或蜂鳴器之類的還好，最多就是偶爾看著有點亂，或出點兒噪音。要是控制設備沒準兒就要出大問題了。
有什么問題呢？因為中斷發(fā)生時，主程序將在上一條正在執(zhí)行中的語句執(zhí)行完后中止運行。這里一定要注意，這里說的語句，不是一條 C 語句，而是一條 ASM 語句。我們在調試環(huán)境看一下反匯編。一條 C 語句被編譯成了多條 ASM 語句。
LDRH r1, [r5,#0x14]? ?? ? (1)
EORS r1,r1,r4? ? ? ? ? ? ?? ?(2)
STRH r1,[r5,#0x14]? ? ? ??(3)
我們看到一條 C 語句實際上編譯為 3 句 ASM，（1）把 PORTA 當前內容讀進 r1，（2）最低位通過異或取反，（3）把取反后的值輸出至 PORTA。如果中斷恰好發(fā)生在 （1）或 （2）的執(zhí)行期間，那么中斷服務程序對 PORTA 引腳 1 的操作，會被主程序中語句（3）覆蓋掉。
要避免這種情況，可以在操作 IO 端口（或其它類似的操作）前禁止中斷，操作完之后再允許中斷。在一些有位帶（Bit Map）的單片機里，對單個引腳的操作可以通過位帶區(qū)操作，避免各引腳之間互相影響。
匯編語言的使用，還可以大幅度的提高代碼的效率。即使現在編譯器的效率已經挺高了，但畢竟機器還是要比人笨一點兒。
舉個例子，有不少工程里面需要用到浮點運算。如果直接調用浮點運算庫，可以輕松的完成任務。但這樣有一個限制，就是運算過程一直以最大的精度來運算，相當浪費 MCU 的時間。我們的應用可能并不需要這么高的精度，而是需要盡快的完成運算并保留一定精度即可。在此情況下，如果我們用嵌入 ASM 做運算，可以通過減少迭代運算次數 （精度和迭代運算次數成正比）達到快速完成運算。在發(fā)動機控制等分秒必爭的領域，有時候這樣做是很有必要的。
END
作者：Norman Guo來源：TopSemic嵌入式原文地址：https://topsemic.com/1633.html版權歸原作者所有，如有侵權，請聯系刪除。
▍
這種觀點似乎有一定道理，我甚至懷疑現在是不是真的有很多同學不再學習匯編了。特別是現在大多數廠商都提供了完備的驅動代碼的情況下，我們做項目基本上用不到寫 ASM 代碼了。
ASM 就要被時代淘汰了！可真的是這樣嗎？
下面我們結合兩個實際工程中碰到的例子談一下，掌握 ASM 語言對我們寫出穩(wěn)定高效代碼的必要性。
看第一個例子，為說明問題，代碼我們做了簡化：
我們看代碼，主程序翻轉 PORTA 的引腳 0，定時中斷服務程序翻轉 PORTA 的引腳 1。乍一看很難看出有什么問題。有不少同學就是這么中招兒的。這要是控制一些 LED 指示燈或蜂鳴器之類的還好，最多就是偶爾看著有點亂，或出點兒噪音。要是控制設備沒準兒就要出大問題了。
有什么問題呢？因為中斷發(fā)生時，主程序將在上一條正在執(zhí)行中的語句執(zhí)行完后中止運行。這里一定要注意，這里說的語句，不是一條 C 語句，而是一條 ASM 語句。我們在調試環(huán)境看一下反匯編。一條 C 語句被編譯成了多條 ASM 語句。
LDRH r1, [r5,#0x14]? ?? ? (1)
EORS r1,r1,r4? ? ? ? ? ? ?? ?(2)
STRH r1,[r5,#0x14]? ? ? ??(3)
我們看到一條 C 語句實際上編譯為 3 句 ASM，（1）把 PORTA 當前內容讀進 r1，（2）最低位通過異或取反，（3）把取反后的值輸出至 PORTA。如果中斷恰好發(fā)生在 （1）或 （2）的執(zhí)行期間，那么中斷服務程序對 PORTA 引腳 1 的操作，會被主程序中語句（3）覆蓋掉。
要避免這種情況，可以在操作 IO 端口（或其它類似的操作）前禁止中斷，操作完之后再允許中斷。在一些有位帶（Bit Map）的單片機里，對單個引腳的操作可以通過位帶區(qū)操作，避免各引腳之間互相影響。
匯編語言的使用，還可以大幅度的提高代碼的效率。即使現在編譯器的效率已經挺高了，但畢竟機器還是要比人笨一點兒。
舉個例子，有不少工程里面需要用到浮點運算。如果直接調用浮點運算庫，可以輕松的完成任務。但這樣有一個限制，就是運算過程一直以最大的精度來運算，相當浪費 MCU 的時間。我們的應用可能并不需要這么高的精度，而是需要盡快的完成運算并保留一定精度即可。在此情況下，如果我們用嵌入 ASM 做運算，可以通過減少迭代運算次數 （精度和迭代運算次數成正比）達到快速完成運算。在發(fā)動機控制等分秒必爭的領域，有時候這樣做是很有必要的。
END
作者：Norman Guo來源：TopSemic嵌入式原文地址：https://topsemic.com/1633.html版權歸原作者所有，如有侵權，請聯系刪除。
▍
下載文檔
