Занимательно о микроконтроллерах

Часть программы, которая может быть отдельно оттранслирована, называется программным модулем. Оттранслированный программный модуль сохраняется в виде отдельного файла в объектном формате, где, кроме машинных команд, сохраняется информация об именах переменных, адресах команд, требующих модификации при объединении модулей в единую программу, и отладочная информация. Одновременно с объектным файлом может создаваться листинг этого модуля.

Создание загрузочного файла программы при раздельной трансляции производится с использованием двух программ: транслятора исходного текста и редактора связей объектных файлов.

Программа редактор связей позволяет объединять несколько объектных файлов в один исполняемый файл. Для этого имена всех объектных файлов передаются в программу редактора связей в качестве параметров.

Вот как выглядит вызов редактора связей из командной строки DOS для объединения трех модулей:

rl51.exe progr.obj, modull.obj, modul2.obj

В результате работы редактора связей, вызванного при помощи приведенной командной строки, будет создан исполняемый файл программы с именем progr.

При использовании интегрированной среды программирования, входящей в состав большинства современных инструментальных средств разработки программного обеспечения микроконтроллеров, работа с редактором связей значительно упрощается. Для объединения нескольких модулей в загрузочный файл достаточно создать программный проект, в который включены необходимые файлы с исходным кодом.

На первый взгляд раздельная трансляция не должна вызывать каких-либо проблем. Однако это не так. В процессе компиляции исходного текста программы транслятор, обрабатывая определения переменных, констант и операторы, составляет таблицу ссылок. Если при втором просмотре исходного текста программы, во время которого формируется объектный модуль, транслятор обнаружит в выражении или операторе имя переменной или метки, отсутствующее в таблице, то будет сформировано сообщение об ошибке и объектный файл будет стерт с диска компьютера.

Для того чтобы транслятор вместо формирования сообщения об ошибке записал в объектный файл информацию, необходимую для работы редактора связей, нужно использовать специальные директивы ссылок на внешние (определенные в других модулях) переменные или метки. В языке программирования ASM-51 эти директивы называются PUBLIC (общедоступные) и EXTRN (внешние).

Для ссылки на переменную или метку из другого программного модуля служит директива EXTRN. В ней перечисляются через запятую метки и переменные, точное значение которых редактор связей должен получить из другого модуля и модифицировать все команды, в которых эти метки или переменные используются. Пример применения директивы EXTRN в программе на языке программирования ASM-51:

EXTRN DATA (Buflnd, ERR)

EXTRN CODE (Podprogr)

Для того чтобы редактор связей мог осуществить связывание модулей в единую программу, переменные и метки, объявленные, по крайней мере, в одном из модулей как EXTRN, в другом модуле должны быть объявлены как доступные для всех модулей при помощи директивы PUBLIC. Пример использования директивы public на языке программирования ASM-51:

PUBLIC Buflnd, Parametr

PUBLIC Podprogr,?Podprogr?Byte

Использование нескольких модулей при разработке программы увеличивает скорость трансляции и, в конечном итоге, скорость написания программы. Однако объявления переменных и имен подпрограмм внешних модулей загромождают исходный текст модуля. Кроме того, при использовании чужих модулей трудно объявить переменные и подпрограммы без ошибок. Поэтому объявления переменных, констант и предварительные объявления подпрограмм хранят во включаемых файлах, которые называются файлами-заголовками. Правилом хорошего тона считается при разработке программного модуля сразу же написать для него файл-заголовок, который может быть использован программистами, работающими с вашим программным модулем.

Из всего рассмотренного ранее понятно, что большую программу можно разделить на части. Остается открытым вопрос — как разделять единую программу на части, ведь это же цельный организм, который живет и развивается по мере разработки программы! Как найти часть программы, наименьшим образом связанную с остальными частями? А искать особенно и не нужно! Ведь у нас уже есть такие части, которые связаны с остальной программой либо одним, либо несколькими заранее оговоренными и неизменными параметрами! Это подпрограммы.