ASM真要被扫进历史的垃圾堆了吗？
时间：2021-11-08 15:55:55
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[导读]最近浏览一个挺流行的视频——X天学会单片机。内容确实通俗易懂，制作的比较用心。但其中的有个观点笔者不敢苟同，就是现在C语言已经强大到胜任所有任务，大家没有必要再去学习汇编语言了，直接从C学起就行了。这种观点似乎有一定道理，我甚至怀疑现在是不是真的有很多同学不再学习汇编了。特别是现...
最近浏览一个挺流行的视频——X天学会单片机。内容确实通俗易懂，制作的比较用心。但其中的有个观点笔者不敢苟同，就是现在 C 语言已经强大到胜任所有任务，大家没有必要再去学习汇编语言了，直接从 C 学起就行了。
这种观点似乎有一定道理，我甚至怀疑现在是不是真的有很多同学不再学习汇编了。特别是现在大多数厂商都提供了完备的驱动代码的情况下，我们做项目基本上用不到写 ASM 代码了。
ASM 就要被时代淘汰了！可真的是这样吗？
下面我们结合两个实际工程中碰到的例子谈一下，掌握 ASM 语言对我们写出稳定高效代码的必要性。
看第一个例子，为说明问题，代码我们做了简化：
我们看代码，主程序翻转 PORTA 的引脚 0，定时中断服务程序翻转 PORTA 的引脚 1。乍一看很难看出有什么问题。有不少同学就是这么中招儿的。这要是控制一些 LED 指示灯或蜂鸣器之类的还好，最多就是偶尔看着有点乱，或出点儿噪音。要是控制设备没准儿就要出大问题了。
有什么问题呢？因为中断发生时，主程序将在上一条正在执行中的语句执行完后中止运行。这里一定要注意，这里说的语句，不是一条 C 语句，而是一条 ASM 语句。我们在调试环境看一下反汇编。一条 C 语句被编译成了多条 ASM 语句。
LDRH r1, [r5,#0x14] (1)
EORS r1,r1,r4 (2)
STRH r1,[r5,#0x14] (3)
我们看到一条 C 语句实际上编译为 3 句 ASM，（1）把 PORTA 当前内容读进 r1，（2）最低位通过异或取反，（3）把取反后的值输出至 PORTA。如果中断恰好发生在 （1）或 （2）的执行期间，那么中断服务程序对 PORTA 引脚 1 的操作，会被主程序中语句（3）覆盖掉。
要避免这种情况，可以在操作 IO 端口（或其它类似的操作）前禁止中断，操作完之后再允许中断。在一些有位带（Bit Map）的单片机里，对单个引脚的操作可以通过位带区操作，避免各引脚之间互相影响。
汇编语言的使用，还可以大幅度的提高代码的效率。即使现在编译器的效率已经挺高了，但毕竟机器还是要比人笨一点儿。
举个例子，有不少工程里面需要用到浮点运算。如果直接调用浮点运算库，可以轻松的完成任务。但这样有一个限制，就是运算过程一直以最大的精度来运算，相当浪费 MCU 的时间。我们的应用可能并不需要这么高的精度，而是需要尽快的完成运算并保留一定精度即可。在此情况下，如果我们用嵌入 ASM 做运算，可以通过减少迭代运算次数 （精度和迭代运算次数成正比）达到快速完成运算。在发动机控制等分秒必争的领域，有时候这样做是很有必要的。
END
作者：Norman Guo来源：TopSemic嵌入式原文地址：https://topsemic.com/1633.html版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除。
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这种观点似乎有一定道理，我甚至怀疑现在是不是真的有很多同学不再学习汇编了。特别是现在大多数厂商都提供了完备的驱动代码的情况下，我们做项目基本上用不到写 ASM 代码了。
ASM 就要被时代淘汰了！可真的是这样吗？
下面我们结合两个实际工程中碰到的例子谈一下，掌握 ASM 语言对我们写出稳定高效代码的必要性。
看第一个例子，为说明问题，代码我们做了简化：
我们看代码，主程序翻转 PORTA 的引脚 0，定时中断服务程序翻转 PORTA 的引脚 1。乍一看很难看出有什么问题。有不少同学就是这么中招儿的。这要是控制一些 LED 指示灯或蜂鸣器之类的还好，最多就是偶尔看着有点乱，或出点儿噪音。要是控制设备没准儿就要出大问题了。
有什么问题呢？因为中断发生时，主程序将在上一条正在执行中的语句执行完后中止运行。这里一定要注意，这里说的语句，不是一条 C 语句，而是一条 ASM 语句。我们在调试环境看一下反汇编。一条 C 语句被编译成了多条 ASM 语句。
LDRH r1, [r5,#0x14] (1)
EORS r1,r1,r4 (2)
STRH r1,[r5,#0x14] (3)
我们看到一条 C 语句实际上编译为 3 句 ASM，（1）把 PORTA 当前内容读进 r1，（2）最低位通过异或取反，（3）把取反后的值输出至 PORTA。如果中断恰好发生在 （1）或 （2）的执行期间，那么中断服务程序对 PORTA 引脚 1 的操作，会被主程序中语句（3）覆盖掉。
要避免这种情况，可以在操作 IO 端口（或其它类似的操作）前禁止中断，操作完之后再允许中断。在一些有位带（Bit Map）的单片机里，对单个引脚的操作可以通过位带区操作，避免各引脚之间互相影响。
汇编语言的使用，还可以大幅度的提高代码的效率。即使现在编译器的效率已经挺高了，但毕竟机器还是要比人笨一点儿。
举个例子，有不少工程里面需要用到浮点运算。如果直接调用浮点运算库，可以轻松的完成任务。但这样有一个限制，就是运算过程一直以最大的精度来运算，相当浪费 MCU 的时间。我们的应用可能并不需要这么高的精度，而是需要尽快的完成运算并保留一定精度即可。在此情况下，如果我们用嵌入 ASM 做运算，可以通过减少迭代运算次数 （精度和迭代运算次数成正比）达到快速完成运算。在发动机控制等分秒必争的领域，有时候这样做是很有必要的。
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作者：Norman Guo来源：TopSemic嵌入式原文地址：https://topsemic.com/1633.html版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除。
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