51单⽚机interrupt和using使⽤详解
注：下⽂的“BANK”和“⼯作寄存器组”，这两个名词是⼀个概念。
⾸先推荐⼀篇⽂章，
这篇⽂章⼤部分是翻译软件直接翻译的，有些翻译的不通顺的地⽅、有歧义的地⽅，直接读读英⽂原版就清晰了。
如果链接挂了，⾃⾏搜索：关于如何利⽤Keil C实现51单⽚机中断功能（interrupt、using关键字的⽤法
官⽅⽂档⾥关于using的说明可参阅2个地⽅，（1）keil软件菜单栏->Help->uVision Heip，打开帮助⽂件，然后依次展开Ax51
Asmbler Ur Guide -> Control Statement -> Reference -> USING，（2）帮助⽂件依次展开CX51 Compiler Ur‘s Guide-
> Language Extensions -> Function Declarations -> Register Banks
下⾯是我对interrupt和 using使⽤理解，
⾸先看interrupt，这个⽐较简单，直接看⼀个外部中断0服务函数的例⼦
void ext_int0_src() interrupt 0 using 2//
{
/*外部中断0的服务函数*/
}
interrupt 0，这⾥的数字0是外部中断的中断向量号，每⼀个中断向量都有对应的⼀个⼊⼝地址。如果对中断向量表的概念⽐较熟悉的话，这⾥很好理解，不再赘述。
下⾯主要看using的使⽤⽅法，这个⽐较复杂，我们从头说起。
因为51的RAM空间极其有限，keil在编译51的C程序时，C语⾔函数中的局部变量、形参、返回值、返回地址会优先使⽤⼯作寄存器
R0~R7（因为⼯作寄存器读写速度最快），如果这8个字节不够⽤，keil会为其余的局部变量分配RAM空间，这个空间在编译完成后就固定下来了，假如某个函数中的局部变量a编译后位于RAM的0x5d位
置，但是keil也有可能为另⼀个函数的中的局部变量b分配空间时，把b也分配到RAM的0x5d位置，相当于a和b分时复⽤同⼀个RAM空间，这种编译⼿段也就导致了函数的不可重⼊特性。51的可重⼊函数由仿真栈来实现，可参阅本博客的另⼀篇⽂章。
对于STM32等RAM较为充⾜的单⽚机来说，keil分配局部变量就不采⽤这种分时复⽤RAM的⽅法了，⽽是通过栈，具体地说就是，在调⽤函数前，先把实参添加到⼯作寄存器（⼯作寄存器并不是全部⽤来传参，还有⼀些⽤来传递函数的返回值、函数的返回地址等），若⼯作寄存器满⾜不了传参需求，那么其余实参将被压栈，这样，在进⼊函数之后，通过读取⼯作寄存器和出栈，即可令形参获得实参的值；另外函数中的局部变量⼀般也先从⼯作寄存器开始分配空间，若空间不⾜，会从栈中申请空间。这种编译⽅法是最常见的，⽽上⼀段keil针对51的编译⼿段⽐较另类。
51的⼯作寄存器R0~R7共有4组（分别是BANK 0、1、2、3），在任何时刻，都只有1个⼯作组⽣效！这4个组（BANK）在RAM中的位置分别是[00H, 07H]、[08H, 0FH]、[10H, 17H]、[18H, 1FH]，换句话说，RAM中的00H地址、08H地址、10H地址、18H地址，这四个地址的名字都叫R0，那么在汇编程序中我们经常看到类似MOV R0,#07这样的语句，这个#07到底被放到了RAM的哪个地址中去了呢？00H?08H?10H?还是18H？到底是这4个地址中的哪⼀个，取决于51的PSW寄存器的RS1和RS0两个位，若PSW.RS=2，就意味着第2组⼯作寄存器⽣效，R0的地址就是10H。
上⾯提到了51不可重⼊函数的局部变量分时共享同⼀RAM空间的情况，需要注意的是，未使⽤的⼯作寄存器组所在的RAM地址（从
00H~1FH共32字节）不会被复⽤，换句话说，如果我们在程序中没有⼿动切换⼯作寄存器组，那么有些寄存器组就在程序的⾃始⾄终从不被使⽤，⽩⽩浪费了很多RAM。举个例⼦，普通函数只使⽤了BANK 0，且中断函数通过声明using 1只使⽤了bank 1，那么bank 2和bank3不会被程序的任何地⽅给⽤到（唯⼀的例外：仿真栈指针，下⾯有讲到）；再举个例⼦，假设整个51程序中都没有使⽤中断，也即只使⽤了BANK 0，那么BANK 1、2、3所在的空间在整个程序运⾏过程中都是闲着的（唯⼀的例外：仿真栈指针）。
51在上电后，PSW的RS两个位默认为0，也即51默认使⽤⼯作寄存器组BANK 0，在默认状态下，对于普通的C语⾔函数，其传参、申请局部变量、导出函数的返回值等功能，keil将其翻译成汇编以后，肯定要使⽤R0~R7；对于51的中断服务函数，它没有形参，也不⽤返回值，但是⼀般肯定有局部变量，这时就需要⽤到R0~R7了；试想，在执⾏普通函数时，R0~R7已经被使⽤了，在执⾏普通函数时，⼀旦发⽣中断，⽽中断函数也需要使⽤R0~R7，那怎么办？我们最先想到的是，在执⾏中断服务函数前先把R0~R7⼊栈（像累加器A、状态PSW等也要⼊栈这个不⽤说⼤家也知道），在中断服务完成后把R0~R7出栈，然后就能恢复现场，回到普通函数中去了，但是这8个Rn不能直接⼊栈，PUSH R0这样的语句是不允许的，要想R0⼊栈只能⽤两句：MOV A R0; PUSH A；这样的后果是，每次⼯作
寄存器⼊栈都需要2*8=16条汇编语句才能完成，再加上A、B、PSW等寄存器⼊栈等，相当于每次中断都要消耗⼤量的时间来出栈⼊栈，影响程序速度。如何解决这⼀问题呢？51提供了这样⼀种机制，切换⼯作寄存器组，过程如下：
普通函数的执⾏过程中正在使⽤BANK0的R0~R7，执⾏过程中突然发⽣了中断，⽽中断函数也想使⽤R0~R7，在执⾏中断服务函数前，我们切换⼯作寄存器组，切换的具体⽅法就是直接修改PSW的RS两个⽐特位，⽽不必把BANK 0⼊栈，本⽂开头的例⼦中using 2，就是说，在进⼊外部中断0的服务函数前，先⼊栈CPU寄存器，再把⼯作寄存器组由0切换成2，在退出中断服务后，先由BANK2切换回BANK0，并弹出CPU寄存器，由于BANK0和BANK2处在不同的RAM空间，互相不⼲扰，切换回BANK0之后就把那个普通函数的现场给恢复了。
还有两个问题点需要说明：
问题1、对于同⼀优先级的中断，可以using同⼀个寄存器组，因为同⼀优先级的中断不会互相打断，也就是说，例如：我把同⼀优先级的中断函数都using 2，这些函数也不会冲突地使⽤R0~R7，他们只会分时复⽤BANK 2。但是对于不同优先级的中断函数，必须⼿动设定为让他们使⽤不同的BANK，因为⾼优先级的中断会打断低优先级的中断，如果使⽤相同的BANK，⼀旦发⽣中断嵌套，低优先级服务函数正在使⽤的R0~R7将会被覆盖。这些东西都是说的在⽤C编程时的情况，如果⽤的是汇编编程，
那我们可以⾃由的任意压栈出栈CPU寄存器，任意的压栈出栈BANKn，只要程序员⾃⼰⼼⾥清楚地知道哪些Rn正在被使⽤，那他就能写出安全的程序。⽤C编程的话，程序员⽐较省⼼，只要使⽤了using指令，就能轻易地保护R0~R7。当然，在汇编中使⽤USING也是可以的，也不⽤压栈出栈BANK，也很省⼼。
问题2、如果我们使⽤了keil为51构造的仿真栈，以⼤编译模式为例，keil会给仿真栈指针?C_XBP分配⼀个RAM空间（2个字节），这个空间在哪呢？通过查看map⽂件（后缀名为.m51）我们发现，若我们的中断函数只使⽤了BANK 1（普通函数默认已把BANK 0给⽤了，除⾮程序员为所有的普通函数都⽤using 1或2或3来修饰，如果不是闲的蛋疼没⼈会这么做），这时仿真栈指针?C_XBP将会被分配到BANK 2的R0和R1所在的位置上，也即RAM的10H、11H地址。如果普通函数使⽤了BANK0，中断函数只使⽤了using 2，那么?
C_XBP将会被分配到BANK 1的R0和R1所在的位置上；如果普通函数使⽤了BANK0，中断函数使⽤了BANK1和BANK2，那么?C_XBP 将会被分配到BANK 3的R0和R1所在的位置上。
综上所述，在进⼊中断服务程序后，要么通过修改PSW切换BANK 号码来保护R0~R7，要么把R0~R7⼊栈来保护R0~R7。使⽤using n编写的C语⾔中断服务函数，keil就给翻译成了PSW切换PSW切换的⽅式。
