第二篇：  人工堆栈  

        在单片机的指令集中，一类指令是专门与堆栈和PC指针打道的，它们是
        rcall      相对调用子程序指令
        icall      间接调用子程序指令
        ret          子程序返回指令
        reti        中断返回指令      

        对于ret和reti，它们都可以将堆栈栈顶的两个字节被弹出来送入程序计数器PC中，一般用来从子程序或中断中退出。其中reti还可以在退出中断时，重开全局中断使能。
        有了这个基础，就可以建立我们的人工堆栈了。
        例：
#include  <avr/io.h>
void  fun1(void)
{
    unsigned  char  i=0;
    while(1)
    {
        PORTB=i++;
        PORTC=0x01<<(i%8);
    }
}

unsigned  char  Stack[100];  //建立一个100字节的人工堆栈

void  RunFunInNewStack(void  (*pfun)(),unsigned  char  *pStack)
{
    *pStack--=(unsigned  int)pfun>>8;        //将函数的地址高位压入堆栈，
    *pStack--=(unsigned  int)pfun;                //将函数的地址低位压入堆栈，
    SP=pStack;                                                        //将堆栈指针指向人工堆栈的栈顶
    __asm__  __volatile__("RET  
\t");        //返回并开中断,开始运行fun1()

}

int  main(void)
{
      RunFunInNewStack(fun1,&Stack[99]);
}
          RunFunInNewStack(),将指向函数的指针的值保存到一个unsigned    char的数组Stack中，作为人工堆栈。并且将栈顶的数值传递组堆栈指针SP,因此当用"ret"返回时，从SP中恢复到PC中的值，就变为了指向fun1()的地址，开始运行fun1().

        上面例子中在RunFunInNewStack()的最后一句嵌入了汇编代码  "ret",实际上是可以去除的。因为在RunFunInNewStack()返回时，编译器已经会加上"ret"。我特意写出来，是为了让大家看到用"ret"作为返回后运行fun1()的过程。




  

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__("PUSH  R0    
\t");
        __asm__  __volatile__("PUSH  R1    
\t");
        ......
        __asm__  __volatile__("PUSH  R31  
\t");

        出栈
        __asm__  __volatile__("POP    R31  
\t");
        ......
        __asm__  __volatile__("POP    R1    
\t");
        __asm__  __volatile__("POP    R0    
\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small  rots51,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Win  AVR中的帮助文件  avr-libc  Manual中的Related  Pages中的Frequently  Asked  Questions,其实有一个问题是"What  registers  are  used  by  the  C  compiler?"    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
        1  Call-used  registers  (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。

        2  Call-saved  registers  (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。
        
        3  Fixed  registers  (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"How  to  permanently  bind  a  variable  to  a  register?",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"Inline  Asm"中的"C  Names  Used  in  Assembler  Code"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  <avr/io.h>

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);"被编译如下:
      mov  r20,r28
      mov  r22,r28
      mov  r24,r28
      rcall  add

第二个例子：定义通用寄存器为变量

#include  <avr/io.h>

unsigned  char  add(unsigned  char  b,unsigned  char  c,unsigned  char  d)
{
      return  b+c*d;
}


register  unsigned  char  a  asm("r20");    //将r20定义为  变量a  

int  main(void)
{

        while(1)
        {
            a++;
                PORTB=add(a,a,a);
        }
}

        在本例中，"add(a,a,a);"被编译如下:    
        mov  r22,r20
        mov  r24,r20
        rcall  add

        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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