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标志位及全局变量的处理问题

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zq1987731|  楼主 | 2008-11-27 22:04 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
全局变量, ui, RAM, 51单片机, 寄存器
51单片机中定义全局标志位相当方便，只要用bit关键字，然后就可以进行相关操作，相对效率挺高，但是在ARM7这样的32位RISC我就感觉比较麻烦了...
目前我用的方法：
1） uint32 Flag_XXX;      // 牺牲RAM空间换取执行速度
2） uint8  Flag_XXX;      // 执行时先要扩成32位才载入寄存器，也就是牺牲执行速度节省RAM
3） typedef struct
    {
        uint32 Bit_31 : 1;
        uint32 Bit_30 : 1;
        ......
        uint32 Bit_0  : 1;
    }Flag_Type;

    Flag_Type XXX;        // 最省RAM的方法了...速度好像...当然也慢不到哪去
======================================================
现在我的程序中所有局部变量全都是uint32，包括只用了1bit的局部变量也作为uint32，反正函数调用完就销毁，又不浪费速度又快，但是用在全局变量中我就很难取舍了...在此请问大家是如何处理的呢？




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沙发
zq1987731|  楼主 | 2008-11-27 23:30 | 只看该作者

突发奇想看了看反汇编，没想到...

typedef struct
    {
        uint8 Bit_31 : 1;
        uint8 Bit_30 : 1;
        ......
        uint8 Bit_0  : 1;
    }Flag_Type;

// 占用4个字节,每个位都用uint8定义
    Flag_Type XXX; 
        
// 下面是反汇编结果，分别对其中2个位置1和清0    
    // XXX.Bit_31 = 1; 
    LDRB      R0,[R13]
    BIC       R0,R0,#0x00000001
    MOV       R1,#0x00000001
    AND       R1,R1,R1
    ORR       R0,R0,R1
    STRB      R0,[R13]

    // XXX.Bit_24 = 0; 
    LDRB      R0,[R13]
    BIC       R0,R0,#0x00000080
    MOV       R1,#0x00000080
    AND       R1,R1,R2,LSL #7
    ORR       R0,R0,R1
    STRB      R0,[R13]

==================================================================
typedef struct
    {
        uint32 Bit_31 : 1;
        uint32 Bit_30 : 1;
        ......
        uint32 Bit_0  : 1;
    }Flag_Type;

// 同样占用4个字节,每个位都用uint32定义
    Flag_Type XXX;         

// 下面是反汇编结果，分别对其中2个位置1和清0
    // XXX.Bit_31 = 1; 
    LDR       R0,[R13]
    ORR       R0,R0,#0x00000001
    STR       R0,[R13]

    // XXX.Bit_24 = 0; 
    LDR       R0,[R13]
    BIC       R0,R0,#0x00000080
    STR       R0,[R13]

==================================================================
    所用编译环境RealView MDK 3.24 ,编译器：RealView Compiler
    原来......即使同样大小的位段成员（1bit），同样大小的结构——4个uint8(unsigned char)组成的32位以及1个uint32(unsigned long int)组成的32位，操作起来也能有如此大的区别...看来要坚决把uint32用到底了...

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板凳
ejack| | 2008-11-28 07:52 | 只看该作者

一定要记住，32位就是32位，按8位处理只会给自己找麻烦

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地板
xwj| | 2008-11-28 08:32 | 只看该作者

当然是按处理器字长来操作最快

不要把51 的习惯带到其他的东西上哦～

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5楼
zq1987731|  楼主 | 2008-11-28 18:02 | 只看该作者

这下明白了...

51用习惯了处处unsigned char然后造成了这种问题...

现在开始用下面的形式了：
typedef struct
    {
        uint32 Bit_31 : 1;
        uint32 Bit_30 : 1;
        ......
        uint32 Bit_0  : 1;
    }Flag_Type;

    Flag_Type X_State;

感觉这样用的话也挺方便的...比如存进SRAM只需要：
Write_Bytes( (uint8*)&X_State, sizeof(X_State) );
 

不过我今天硬件调试时从串口的反馈中看出了这样的问题所在：
我给X_State赋了初值：
X_State = { 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1,
            1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0,
            1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0,
            0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0 };

然后从结构体第一个字节（Bit_31~Bit_24这8个位段）开始按顺序发送至串口，得出以下结果：
0xF0 -- (uint8*)（&X_State + 0）
0x0F -- (uint8*)（&X_State + 1）
0x33 -- (uint8*)（&X_State + 2）
0x4C -- (uint8*)（&X_State + 3）

也就是字节不变，字节内的数据前后颠倒...难道C语言编译器都是这样的么？还是RealView来个别出心裁？又难道是我地址引用错误？...
 

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6楼
Swd21ic| | 2008-11-28 19:08 | 只看该作者

re

标志位当然是用UINT8,不用UINT32.
在ARM7中RAM资源是非常宝贵的. 最大的ARM7也只能做到128K的内部SRAM.(AT91SAM7X512)

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7楼
zq1987731|  楼主 | 2008-11-28 20:56 | 只看该作者

To Mr.Swd21ic

我现在弄明白了...用uint8和uint32作为标志位其实都很浪费的...
现在正采用的标志位是结构体位段..
好处在于空间利用率最高，同时读写速度虽说没uint32那么快但至少比uint8快了，比如我在上面举过例子的两个位段，sizeof的结果都是4字节，同时它们都含有32个1bit的标志位，但是在执行时，用uint8定义的位段要先扩成uint32后才能进入寄存器，但是用uint32定义的位段直接就可以进入寄存器。
所以标志位段用uint32占用空间和uint8相同的情况下速度更快。这么看来要是有64位的单片机，uint64就要用得泛滥了..

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8楼
ayb_ice| | 2008-11-28 23:11 | 只看该作者

这很简单因为ARM是32位机

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9楼
xhtxzxw| | 2008-11-29 00:03 | 只看该作者

嘿嘿

ARM v7 就好了,没这个问题,比如STM32,就有"位别名"空间,位操作都是单周期的.

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10楼
zq1987731|  楼主 | 2008-11-29 09:51 | 只看该作者

早知道就上STM32了...

我现在用的是ADuC7026，ADI的ARM7，超级冷门...
要不是有12路12位AD(这个到也没什么，好多主流的都有)和4路12位DA(这个是重点)我估计早换型了.....

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