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2020年02月16日 | 建立一个属于自己的AVR的RTOS(第三篇：GCC)
2020-02-16 来源：eefocus
简介：本文为建立一个属于自己的AVR的RTOS：第三篇：GCC中对寄存器的分配与使用相关内容。
第三篇：GCC中对寄存器的分配与使用
在很多用于AVR的RTOS中，都会有任务调度时，插入以下的语句：
入栈：
__asm____volatile__("PUSHR0
t");
__asm____volatile__("PUSHR1
t");
......
__asm____volatile__("PUSHR31
t");
出栈
__asm____volatile__("POPR31
t");
......
__asm____volatile__("POPR1
t");
__asm____volatile__("POPR0
t");
通常大家都会认为，在任务调度开始时，当然要将所有的通用寄存器都保存，并且还应该保存程序状态寄存器SREG。然后再根据相反的次序，将新任务的寄存器的内容恢复。
但是，事实真的是这样吗？如果大家看过陈明计先生写的smallrots51,就会发现，它所保存的通用寄存器不过是4组通用寄存器中的1组。
在WinAVR中的帮助文件avr-libcManual中的RelatedPages中的FrequentlyAskedQuestions,其实有一个问题是"WhatregistersareusedbytheCcompiler?"回答了编译器所需要占用的寄存器。一般情况下，编译器会先用到以下寄存器
1Call-usedregisters(r18-r27,r30-r31):调用函数时作为参数传递，也就是用得最多的寄存器。
2Call-savedregisters(r2-r17,r28-r29):调用函数时作为结果传递,当中的r28和r29可能会被作为指向堆栈上的变量的指针。
3Fixedregisters(r0,r1):固定作用。r0用于存放临时数据，r1用于存放0。
还有另一个问题是"Howtopermanentlybindavariabletoaregister?",是将变量绑定到通用寄存器的方法。而且我发现，如果将某个寄存器定义为变量，编译器就会不将该寄存器分配作其它用途。这对RTOS是很重要的。
在"InlineAsm"中的"CNamesUsedinAssemblerCode"明确表示,如果将太多的通用寄存器定义为变量，刚在编译的过程中，被定义的变量依然可能被编译器占用。
大家可以比较以下两个例子，看看编译器产生的代码：(在*.lst文件中)
第一个例子：没有定义通用寄存器为变量
#include unsignedcharadd(unsignedcharb,unsignedcharc,unsignedchard) { returnb+c*d; } intmain(void) { unsignedchara=0; while(1) { a++; PORTB=add(a,a,a); } } 在本例中，"add(a,a,a);"被编译如下: movr20,r28 movr22,r28 movr24,r28 rcalladd 第二个例子：定义通用寄存器为变量 #include unsignedcharadd(unsignedcharb,unsignedcharc,unsignedchard) { returnb+c*d; } registerunsignedcharaasm("r20");//将r20定义为变量a intmain(void) { while(1) { a++; PORTB=add(a,a,a); } } 在本例中，"add(a,a,a);"被编译如下: movr22,r20 movr24,r20 rcalladd 当然，在上面两个例子中，有部份代码被编译器优化了。 通过反复测试，发现编译器一般使用如下寄存器: 第1类寄存器，第2类寄存器的r28,r29,第3类寄存器 如在中断函数中有调用基它函数，刚会在进入中断后，固定地将第1类寄存器和第3类寄存器入栈，在退出中断又将它们出栈。
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史海拾趣
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