建立一個AVR的RTOS（3）—GCC中對寄存器的分配與使用
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在很多用于AVR的RTOS中，都會有任務(wù)調(diào)度時，插入以下的語句：
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/325274.htm入棧：
__asm__ __volatile__("PUSH R0 nt");
__asm__ __volatile__("PUSH R1 nt");
......
__asm__ __volatile__("PUSH R31 nt");
出棧
__asm__ __volatile__("POP R31 nt");
......
__asm__ __volatile__("POP R1 nt");
__asm__ __volatile__("POP R0 nt");
通常大家都會認為，在任務(wù)調(diào)度開始時，當然要將所有的通用寄存器都保存，并且還應該保存程序狀態(tài)寄存器SREG。然后再根據(jù)相反的次序，將新任務(wù)的寄存器的內(nèi)容恢復。
但是，事實真的是這樣嗎？如果大家看過陳明計先生寫的small rots51,就會發(fā)現(xiàn)，它所保存的通用寄存器不過是4組通用寄存器中的1組。
在Win AVR中的幫助文件avr-libc Manual中的Related Pages中的Frequently Asked Questions,其實有一個問題是"What registers are used by the C compiler?"回答了編譯器所需要占用的寄存器。一般情況下，編譯器會先用到以下寄存器
1 Call-used registers (r18-r27, r30-r31):調(diào)用函數(shù)時作為參數(shù)傳遞，也就是用得最多的寄存器。
2 Call-saved registers (r2-r17, r28-r29):調(diào)用函數(shù)時作為結(jié)果傳遞,當中的r28和r29可能會被作為指向堆棧上的變量的指針。
3 Fixed registers (r0, r1):固定作用。r0用于存放臨時數(shù)據(jù)，r1用于存放0。
還有另一個問題是"How to permanently bind a variable to a register?",是將變量綁定到通用寄存器的方法。而且我發(fā)現(xiàn)，如果將某個寄存器定義為變量，編譯器就會不將該寄存器分配作其它用途。這對RTOS是很重要的。
在"Inline Asm"中的"C Names Used in Assembler Code"明確表示,如果將太多的通用寄存器定義為變量，剛在編譯的過程中，被定義的變量依然可能被編譯器占用。
大家可以比較以下兩個例子，看看編譯器產(chǎn)生的代碼：(在*.lst文件中)
第一個例子：沒有定義通用寄存器為變量
#include
unsigned char add(unsigned char b,unsigned char c,unsigned char d)
{
return b+c*d;
}
int main(void)
{
unsigned char a=0;
while(1)
{
a++;
PORTB=add(a,a,a);
}
}
在本例中，"add(a,a,a);"被編譯如下:
mov r20,r28
mov r22,r28
mov r24,r28
rcall add
第二個例子：定義通用寄存器為變量
#include
unsigned char add(unsigned char b,unsigned char c,unsigned char d)
{
return b+c*d;
}
register unsigned char a asm("r20"); //將r20定義為變量a
int main(void)
{
while(1)
{
a++;
PORTB=add(a,a,a);
}
}
在本例中，"add(a,a,a);"被編譯如下:
mov r22,r20
mov r24,r20
rcall add
當然，在上面兩個例子中，有部份代碼被編譯器優(yōu)化了。
通過反復測試，發(fā)現(xiàn)編譯器一般使用如下寄存器:
第1類寄存器，第2類寄存器的r28,r29,第3類寄存器
如在中斷函數(shù)中有調(diào)用基它函數(shù)，剛會在進入中斷后，固定地將第1類寄存器和第3類寄存器入棧，在退出中斷又將它們出棧。
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