ASURO in Assembler programmieren!

Wer Mikrocontroller programmiert (Hardware-Programmierung), sollte sich unbedingt mit der Programmierung in Assembler auskennen. In vielen Fällen ist es z.B. sehr wichtig das man genau weiss, welche Zeit ein Programm-Teil zur Auführung benötigt (zeitkritische Funktionen z.B. in Interrupt-Funktionen). Viele Fehler in einem C-Programm lassen sich durch einen Blick in die vom C-Compiler (GCC) erzeugte Assembler-Listdatei schnell auffinden (z.B. wegoptimierte Zeitschleifen usw.). Zur Erklärung (vereinfachte Darstellung): Der C-Compiler (GCC) erzeugt aus dem Quelltext, dem C-Programm-Text, eine Assembler-Datei. Diese Datei wird vom Assembler assembliert und der Assembler erzeugt daraus eine Object-Datei (.o). Der Linker erzeugt aus dieser Object-Datei, oder wenn das Programm aus mehreren C-Projekt-Dateien besteht, Object-Dateien, das fertige Programm. In unserem Fall (GCC) erzeugt der Linker eine spezielle Datei mit der Endung .hex. Es ist natürlich auch möglich, Assembler-Dateien in ein Projekt mit aufzunehmen. Assembler-Text-Dateien haben die Datei-Endung .s (nicht .c!). Wenn man z.B. im AVR-Studio für das aktuelles Projekt unter dem Menüpunkt: [Project][Configuration Options] die Option „Generate List File“ aktiviert (Häkchen unten rechts), wird bei der Compilierung des Projekts zusätzlich eine Assembler-List-Datei erzeugt. Diese Datei findet ihr dann in dem Projektordner [Other Files] mit der Datei-Endung .lss. Als Beispiel könnt ihr ja mal überprüfen, welches Assembler-Programm für eine Schleife in C bei den verschiedenen Optimierungs-Stufen des Compilers erzeugt wird. Die Optimierungs-Stufe wird im Projekt im AVR-Studio unter dem Menüpunkt: [Project][Configuration Options] Optimization eingestellt. Die Optimierung -Os steht z.B. für SIZE, also Programmgröße. Der Compiler versucht das fertige Programm so klein wie möglich zu erstellen. In der .lss-Datei müsst ihr nach der Zeile in der eure main()-Funktion beginnt suchen. Darunter befindet sich dann die for-Schleife. Bei entsprechendem Interesse, kann man ja das Thema „Assembler-Programmierung von Mikrocontrollern“ hier im Forum erweitern!

Das C-Programm für den Test:

Code:

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#include <avr/io.h>

unsigned int i;

int main(void)
{
        for(i=1; i; i++)
        ;
}

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Code:

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Compilierung mit Optimierungs-Stufe -O0
(Auszug aus der lss-Datei):

        for(i=1; i; i++)
  64:        81 e0              ldi        r24, 0x01        ; 1
  66:        90 e0              ldi        r25, 0x00        ; 0
  68:        90 93 61 00        sts        0x0061, r25
  6c:        80 93 60 00        sts        0x0060, r24
  70:        80 91 60 00        lds        r24, 0x0060
  74:        90 91 61 00        lds        r25, 0x0061
  78:        00 97              sbiw        r24, 0x00        ; 0
  7a:        51 f0              breq        .+20            ; 0x90 <main+0x34>
  7c:        80 91 60 00        lds        r24, 0x0060
  80:        90 91 61 00        lds        r25, 0x0061
  84:        01 96              adiw        r24, 0x01        ; 1
  86:        90 93 61 00        sts        0x0061, r25
  8a:        80 93 60 00        sts        0x0060, r24
  8e:        f0 cf              rjmp        .-32            ; 0x70 <main+0x14>
       
Compilierung mit Optimierungs-Stufe -Os:
(Auszug aus der lss-Datei):

        for(i=1; i; i++)
64:        81 e0              ldi        r24, 0x01        ; 1
66:        90 e0              ldi        r25, 0x00        ; 0
68:        90 93 61 00        sts        0x0061, r25
6c:        80 93 60 00        sts        0x0060, r24
70:        01 96              adiw        r24, 0x01        ; 1
72:        f1 f7              brne        .-4                      ; 0x70 <main+0x14>
74:        90 93 61 00        sts        0x0061, r25
78:        80 93 60 00        sts        0x0060, r24

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Viel Erfolg: Peter (Ronny10)