- Keil C51 因應 8051 的特征多了 bit, sbit, sfr翻譯社 sfr16 等四種資料型態. 一般鉦昱翻譯公司們只會用到 bit, 其他三個是定義 CPU 的特殊功能暫存器用的.
- Keil C51 在界說變數時多了儲存空間潤色字, 用來修改變數利用記憶體空間. 具體可參考這一篇
- 多了定義間斷服務常式 ISR 的方式及進入 ISR 時切換暫存器區段 (register bank) 的語法, 例如: static void UART0_ISR(void) interrupt 4 using 2
- 標準函數庫沒有依標準來實作翻譯社 如: printf()
- 在 Keil C51 中, 函數預設是 non-reentrant, 這點是最嚴重的差別. 我們在利用時要有所警覺才好, 才不致於掉到圈套裡而不自知.
此中第一項是因為這二種資料經過編譯及保持以後城市佔用在 "固定位址" 上 (相對的自動變數應當要利用堆疊區, 不見得每次執行時都利用同樣的位址), 一旦産生 "中止-再進入", 這些資料將沒法被保證和間斷前一致. 是以這也意味著翻譯社 不能用靜態 (或全域) 變數回傳資料給呼喚者.
為什麼 Keil C51 預設是 non-reentrant
- 方式一: 實作一個軟體堆疊區來因應參數傳遞及區域變數的需求. 但畢竟軟體堆疊沒法像硬體堆疊的操作一樣快速簡潔翻譯社 若是每一個函數都使用軟體堆疊就會拖慢系統的履行速度.
- 方法二: 把沒法用暫存器傳遞的函數參數和區域變數都設置裝備擺設在固定位置上, 而且執行呼喚樹闡明 (call tree analysis翻譯社 這個是 Keil C51 特有的) 來決議可重疊區域的巨細, 用以下降記憶體的需求. 所以長處是速度較快翻譯社 缺點是記憶體需求大, 而負感化就是函數釀成 non-reentrant.
void myFunc (long arg1翻譯社 long arg2, long arg3) reentrant { }
還可以指定是哪一種記憶體模子 (samll, compact翻譯社 large)
若何將 non-reentrant function 改為 reentrant
一般常見的方式有下列二種:
model | 函數參數及主動變數 | 預設全體變數 | 預設常數 | 預設指標佔用空間 |
---|---|---|---|---|
small | data | data | data | 3 Bytes |
compact | pdata | pdata | pdata | 3 Bytes |
large | xdata | xdata | xdata | 3 Bytes |
接著我們來看一下該如何解決本來 reentrant 函數被 Keil C51 釀成 non-reentrant 的問題呢?
;============================================================== ; Reentrant Stack Initilization ; The following EQU statements define the stack pointer for ; reentrant functions and initialized it: ; IBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if SMALL model is used. IBPSTACKTOP EQU 0FFH+1 ; set to highest location+1. ; XBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if LARGE model is used. XBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1 ; set to highest location+1. ; PBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if COMPACT model is used. PBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1 ; set to highest location+1. ;==============================================================
具體資料可以參考 Keil C51 Application Notes 129: Function Pointers in C51
Keil C51 把方法二是看成預設值, 並且答應混用方式一. 需要利用方法一時翻譯社 只需在函數界說後面加上 keyword reentrant, 例如:
Keil 的 C51 是以 ANSI C90 為其設計根本翻譯社 即使是如斯翻譯社 它和標準 C 語言 (ANSI C90) 之間仍是有幾個滿大的差別:
什麼是 reentrant
意思是 reentrant function 可以在執行傍邊被中止翻譯社 而且在前一次被調用 (invocation) 履行竣事之前, 可以安全的再被呼喚. 我想這裡所謂的安全的再被呼喚應當是指產出的履行結果和沒有被間斷完全一致而且也不會附帶產生任何不預期的結果. Wiki 還說這個問題原始是原由於在單一履行緒的程式情況中 (意即:沒有使用 OS; 或不是多工環境; 或只有單一個執行緒和這個 ISR 相關), 程式的履行可能隨時被硬體中斷 (hardware interrupt) 打斷, 然後跳到間斷辦事程式 (ISR) 執行. 是以 ISR 當中利用的任何副程式只要主程式中也有使用話都會激發 reentrant 問題. (換句話說翻譯社 任何 ISR 和主程式共用的副程式都邑激發 reentrant 問題)
reentrant function 一般具備以下前提:
另外要注意不要把 reentrant 和 thread-safe 搞混了. 兩者狀態近似, 但講的是分歧的概念. 請參考: 可重入與執行緒平安 (reentrant vs thread-safe) Part1
In computing, a computer program or subroutine is called reentrant if it can be interrupted in the middle of its execution and then safely called again ("re-entered") before its previous invocations complete execution.
鉦昱翻譯公司們由下表可以看出三種記憶體模子的函數參數及自動變數和預設全部變數都被放在不異的記憶體區間, 而且除 SMALL MODEL 是仍然是放在內部記憶體 (data) 以外, COMPACT MODEL 及 LARGE MODEL 都是放在外部記憶體 (pdata, xdata).
- 將靜態 (或全域) 變數翻譯社 改為利用區域變數.
- 需要將暫存的資料回傳給呼喚者時,
- 真的有困難時 (只有 library, 沒有 source code), 請改用雷同 thread-safe wrapper 的方式來避免産生 reentrancy: 重寫另一個函數來庖代它, 內容為制止中斷 (是中止不是 mutex); 呼喚該函數; 掏出回傳資料; 復原中斷的本來設定. (要注意:是復原中斷的本來設定而不是啟用中止; 可能會有其他負感化)
批改 Keil C51 釀成的 non-reentrant 問題
- 加上 keyword reentrant 把共用的函數改回 reentrant翻譯社 參看上面的例子.
- 不要有共用函數 (直接在名稱上區分用途)
- 這是懶人法: 直接把需要共用的函數再複製一份, 改個名字. 一個給主程式用翻譯社 一個給 ISR用.
- 必須肯定函數本來真的是 reentrant function.
- 錯誤謬誤是程式膨脹了, 另外在保護上也需要多一點心力
- 需要注意命名法例, 以及在 ISR 及主程式中各自呼喚准確的副程式 (這是最常犯錯的部分).
- 有 bug 要一路改, 二份 code 要一致
- 在多工情況中可能需要不只二份
至於如何把本來是 non-reentrant 的函數改為 reentrant 函數呢? 標的目的以下:
對於應用 8051 CPU 的專案來說, 需要用到以 C 說話作為開發東西的, 一般都是中型以上的專案了. 也許對於這樣的專案來講, 208 Bytes 即要當全域變數區翻譯社 又要當堆疊區, 函數的參數傳遞區以及區域變數區真的太難了翻譯社 所以一般城市有擴充的外部記憶體可用. 正因為如此, Keil C51 就把這 208 Bytes 儘量留給堆疊區 (這樣可以放廣大型專案的副程式呼喚深度). 然後把全域變數, 參數傳遞區和區域變數等等放到另外一個區域去. 但是對 C 說話來講, 區域變數和部分參數的傳遞也都需要依靠堆疊區, 所以 Keil C51 提出二種方法來因應:
回到主題, 我們知道 8051 的 SP (Stack Pointer register) 只有 8 Bits 巨細 (只能記錄 256 個地址, 意思是: stack 區最大只能是 256 bytes). 而現實上 8051 CPU 在不擴充外部記憶體的環境下翻譯社 內部只有 128 byte 記憶體可用. 假如再扣除 Register Bank0 ~ Bank3 (32Bytes), 還有 Bit Addressable Area (16Bytes), 就只剩 80 Bytes 可用 (128-32-16=80). 而 8052 CPU 則稍微好一點, 又多了 128 Bytes 可用翻譯社 可是 208 (80+128) Bytes 幾乎已是上限了.
- 不克不及持有靜態 (或全域) 非常數資料.
- 不可點竄自身的程式碼 (會影響本身下一次呼叫時的行為)
- 不成呼喚不可重入 non-reentrant 的函數
在此先來認識一下 reentrant 的定義翻譯社 Wiki 網站上給 reentrancy 下的界說是
void myFunc (long arg1, long arg2, long arg3) large reentrant { }
不外一旦用了方式一, 別的還需要在 STARTUP.A51 中針對用到的軟體堆疊區進行計劃
Keil C51 和標準 C 主要的差異
要注意的是 Keil C51 函數預設是 non-reentrant 真實的緣由是 "函數參數及區域變數都被安置在固定位置,而不再是動態使用堆疊區了".
文章來自: http://magicjackting.pixnet.net/blog/post/105099235-c-%e8%aa%9e%e8%a8%80%3akeil-c51-%e5%92%8c%e6%a8%有關各國語文翻譯公證的問題歡迎諮詢鉦昱翻譯公司02-23690937
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