求ARM汇编的高手给个delay函数

zzj0329

如题，在linux下用gcc调试cortex-m0，发现while(i--)全被编译器给优化掉了，i前面加了volatile也不管用。
想用系统的systick寄存器做，老板居然说你自己的模块里最好别调用这个，那么只好另想办法。
gcc只会拿来编译，高级用法不会，例如关优化。
突然想到我之前调试mips的核可以用段asm指令插到c代码之中，asm指令是不会被优化掉了，可惜刚从mips转到arm的核，arm的汇编指令还没入门，特向广大坛求伸手求之
格式如下,可以将delay参数通过指令中的%0参数传递到汇编指令中的通用寄存器，ins0~insn为汇编指令，通过汇编指令对delay参数进行自减到0退出。
另外我在mips的汇编中需要加入.set noreorder伪指令，否则即是便汇编代码也会被优化，不知arm是否也有对应的这样一条伪指令


uint32_t delay;
__asm volatile(
"ins0      \n"
"ins1      \n"
"ins2      \n"
"ins3      \n"
...
:
:r"(delay)
);


另外我编译用的工具为arm-none-eabi-gcc,不知是否有精通此工具的坛友给个更简便的方法，如在程序中加优化开关。

helislayer

基本上你用 asm 加上 volatile 就可以了。
至于那个汇编指令可以是空。
gcc 并不能理解 asm 里面有什么汇编代码。
因为有 volatile，你相当于告诉 gcc 这段 asm 有
side effect，gcc 不能优化那段 asm 指令。
需要执行足够多的次数。

gcc 仍然可以移动 asm volatile 的代码块的次序。
在这里应该没有什么影响。

        int i = delay_count;
        while (--i > 0)
                __asm__  volatile ("");

zzj0329

不好意思是我自己弄错了，while(i--)对i加volatile修饰是好使的，我在调用这个delay函数时不知道碰到什么鬼居然注释掉了，导致我怎么修改delay函数内部都无法看到有变化，因为此函数根本就没被调用。

Achin

ARM的DWT延时，听说精确好用，还不占用任何定时器，不过要注意溢出翻转

helislayer

Achin 发表于 2016-8-8 00:22
ARM的DWT延时，听说精确好用，还不占用任何定时器，不过要注意溢出翻转

DWT 的确有意思。不过 M0 这个级别不一定有， DWT 在 M3 被定义的。

Achin

helislayer 发表于 2016-8-8 01:39
DWT 的确有意思。不过 M0 这个级别不一定有， DWT 在 M3 被定义的。

DWT之前只在CM4内核上用过，发帖之前也没有确认一下CM0上是否存在。不过刚去查了一下CM0的技术参考手册，也是有DWT的。

styleno1

Achin 发表于 2016-8-8 08:43
DWT之前只在CM4内核上用过，发帖之前也没有确认一下CM0上是否存在。不过刚去查了一下CM0的技术参考手册， ...

我手上是ARM的文档，显示DWT默认“User access results in bus fault.” 求解？

大豆皮

DWT 用过。但是出现死机现象。停在while上了。不敢用了。

helislayer

Achin 发表于 2016-8-8 08:43
DWT之前只在CM4内核上用过，发帖之前也没有确认一下CM0上是否存在。不过刚去查了一下CM0的技术参考手册， ...

你是在看那个 CM0 有 DWT 的？
我的是 ARM 的官方文档，在 M0 和 M0+ 的 technical reference manual 是没有的。
然后 ST 的 STM32F0xxx Cortex-M0 programming manual 里面汇编指令也没有提到
DWT。在这个 pdf 里面寻找 DWT 完全就没有找到。

Achin

大豆皮 发表于 2016-8-8 09:18
DWT 用过。但是出现死机现象。停在while上了。不敢用了。

while那个地方，要注意数值溢出的情况。不然可能会有一个极长的等待，而且用这个东西，还不能被打断，缺陷是有的

Achin

helislayer 发表于 2016-8-8 15:02
你是在看那个 CM0 有 DWT 的？
我的是 ARM 的官方文档，在 M0 和 M0+ 的 technical reference manual 是 ...

ARM官方网站的。链接http://infocenter.arm.com/help/i ... 0432c/BCGGAEGA.html

helislayer

Achin 发表于 2016-8-8 17:40
ARM官方网站的。链接http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0432c/BCGGAEGA.h ...

啊多谢指出，我发现我原来以为 DWT 是个汇编指令是错的。
DWT 是个外部寄存器。 M0 手册放的位置和 M3 不一样所以我
没有找到。

多谢啦。看样子 M0 也应该是有的，就是要用 DWT 的时候要
先测一下是否提供那个功能，例如时钟计数。

starzea

您好，我有个汇编的程序，您可以帮忙写吗？我微信CNOMEGA

NJ8888

跑系统的delay靠不住啊，当然只会长于给定值。最坏状况可能多跑一个系统调用的时间片，可能是10-20ms

huangqi412

Achin 发表于 2016-8-8 00:22
ARM的DWT延时，听说精确好用，还不占用任何定时器，不过要注意溢出翻转

dwt是在哪里

zhugean

给一个我用的吧
#define SYSTEM_CORE_CLOCK 108000000UL
#define SYS_100NS (SYSTEM_CORE_CLOCK/1000)/(3*1000*10)+1
#define SYS_1US   (SYSTEM_CORE_CLOCK/1000)/(3*1000)
#define SYS_1MS   (SYSTEM_CORE_CLOCK/1000)/3

__asm void tmr_sysCtlDelay(unsigned long ulCount)
{
    subs    r0, #1;
    bne     tmr_sysCtlDelay;
    bx      lr;
}

security

zhugean 发表于 2016-9-6 08:25
给一个我用的吧
#define SYSTEM_CORE_CLOCK 108000000UL
#define SYS_100NS (SYSTEM_CORE_CLOCK/1000)/(3*1 ...

关注下 dwt。

但如果纯粹是软件延时，不要求很精确的话，直接用 @zhugean 这种类似的方法就好了。
下面，我就多嘴说一些，望见谅.

这种方法从本质上来说，跟 51 单片机时代的计算软件延时的算法一致：
只需要计算出一次 loop 的指令周期就好了。

以 @zhugean 的例子为例：
1、ARM 采用流水线架构，当流水线欢快的跑起来后，相当于每个时钟周期，都有一条指令在执行；
2、因此，可以简单的认为指令周期，等同于时钟周期；
3、loop 主要包括如下语句：

1. __asm void tmr_sysCtlDelay(unsigned long ulCount)
   
2. {
   
3.     subs    r0, #1;
   
4.     bne     tmr_sysCtlDelay;
   
5. }

复制代码

，其中 subs    r0, #1; 占用 1 个周期，bne     tmr_sysCtlDelay;也占用 1个 周期；
4、但是 bne 属于跳转指令，如果 r0 还未减到 0 的话，就会发生了跳转，重新跳转到 loop 开头，也就是 subs    r0, #1;
5、此时将导致 bne 流水线下面，紧邻的、正在译码的那条指令（在这边对应为 BX LR 语句），要被丢弃掉，需要重新去取指令，浪费掉一个指令周期；
6、因此一次 loop 的 周期数目，是 3；
7、所以循环 1ms，所需要的 loop 数目是：系统时钟 / 1000 / 3，其他的延时计算方法是类似。

这里我们也可以看出，跳转指令对于流水线的副作用，因此对于追求高效率的优化，有一种思路是：可以考虑舍弃分支跳转逻辑，尽量多用顺序执行逻辑。

Achin

从某处get的代码

1. #include "stm32f30x.h"
   
2. 
   
3. //使用DWT的时钟周期计数对延迟进行管理，与delay_systick不可同时使用
   
4. 
   
5. #define  DWT_CR                                *(volatile u32 *)0xE0001000
   
6. #define  DWT_CYCCNT                        *(volatile u32 *)0xE0001004
   
7. #define  DEM_CR                                *(volatile u32 *)0xE000EDFC
   
8. #define  DEM_CR_TRCENA                (1 << 24)
   
9. #define  DWT_CR_CYCCNTENA        (1 << 0)

复制代码

1. 
   
2. static u8 cpuclkfeq;     //用于保存cpu运行频率，可运行时动态修改
   
3. static u32 startts, endts, wait_ms;
   
4. 
   
5. //初始化延时系统，参数为CPU频率
   
6. void delay_init(u8 clk)
   
7. {
   
8.         cpuclkfeq = clk;
   
9. 
   
10.         //打开CYCCNT功能,并把计数器清零，最后打开计数器对cpu时钟进行向上计数
    
11.         DEM_CR |= DEM_CR_TRCENA;
    
12.         DWT_CR |= DWT_CR_CYCCNTENA;
    
13. }
    
14. 
    
15. 
    
16. //延时函数，参数为需要延时的微秒数
    
17. void delay_us(u32 nus)
    
18. {
    
19.         u32 ts;
    
20.         //保存进入函数时的计数器值
    
21.         startts = DWT_CYCCNT;
    
22.         ts = nus * cpuclkfeq - 8;                        //计算达到所需延时值的cpu时钟数,减去运行前面代码所需的时钟数
    
23.         endts = startts + ts;                                //计算达到所需延时时间的DWT_CYCCNT计数值，超过32bit所能表达的最大值2的32次方-1是自动绕回丢弃进位
    
24.         if(endts > startts)                                        //判断是否跨越最大值边界
    
25.         {
    
26.                 while(DWT_CYCCNT < endts);                //等到计数到所需延时值的cpu时钟数值
    
27.         }
    
28.         else
    
29.         {
    
30.                 while(DWT_CYCCNT > endts);                //等待跨域32bit的最大值，2的32次方-1
    
31.                 while(DWT_CYCCNT < endts);                //等到计数到所需延时值的cpu时钟数值
    
32.         }
    
33. }
    
34. 
    
35. 
    
36. void delay_ms(u32 nms)
    
37. {
    
38.         u32 ts;
    
39.         //保存进入函数时的计数器值
    
40.         startts = DWT_CYCCNT;
    
41.         ts = 1000 * nms * cpuclkfeq - 10;        //计算达到所需延时值的cpu时钟数,减去运行前面代码所需的时钟数
    
42.         endts = startts + ts;                                //计算达到所需延时时间的DWT_CYCCNT计数值，超过32bit所能表达的最大值2的32次方-1是自动绕回丢弃进位
    
43.         if(endts > startts)                                        //判断是否跨越最大值边界
    
44.         {
    
45.                 while(DWT_CYCCNT < endts);                //等到计数到所需延时值的cpu时钟数值
    
46.         }
    
47.         else
    
48.         {
    
49.                 while(DWT_CYCCNT > endts);                //等待跨域32bit的最大值，2的32次方-1
    
50.                 while(DWT_CYCCNT < endts);                //等到计数到所需延时值的cpu时钟数值
    
51.         }
    
52. }
    
53. 
    
54. 
    
55. void delay_us_set(u32 nus)
    
56. {
    
57.         u32 ts;
    
58.         //保存进入函数时的计数器值
    
59.         startts = DWT_CYCCNT;
    
60.         ts = nus * cpuclkfeq - 8;                        //计算达到所需延时值的cpu时钟数,减去运行前面代码所需的时钟数
    
61.         endts = startts + ts;                                //计算达到所需延时时间的DWT_CYCCNT计数值，超过32bit所能表达的最大值2的32次方-1是自动绕回丢弃进位
    
62. }
    
63. 
    
64. 
    
65. void delay_ms_set(u32 nms)
    
66. {
    
67.         u32 ts;
    
68.         //保存进入函数时的计数器值
    
69.         startts = DWT_CYCCNT;
    
70.         ts = 1000 * nms * cpuclkfeq - 10;        //计算达到所需延时值的cpu时钟数,减去运行前面代码所需的时钟数
    
71.         endts = startts + ts;                                //计算达到所需延时时间的DWT_CYCCNT计数值，超过32bit所能表达的最大值2的32次方-1是自动绕回丢弃进位
    
72. }

复制代码