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实验一 ARM 汇编基础实验

实验一 ARM 汇编基础实验. 1. 一、实验目的. 1. 掌握 ARM 汇编指令 2. 学习掌握 C 与汇编混合编程基础 3. 熟练使用 ARM 调试工具 RVDS 进行调试操作. 2. 二、实验内容. 1 ．熟悉 ARM 汇编 2 ．用 ARM 汇编实现 1+2+...+N 3 ． C 调用汇编实验（实现字符串拷贝功能） 4 ．汇编调用 C 实验 5 ． ARM 汇编实现冒泡算法（选做）. 3. 三、预备知识. 1. ARM 汇编、 C 语言 2. RVDS 工具. 4. 四．实验设备与工具. 硬件： PC 机 Pentium100 以上

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实验一 ARM 汇编基础实验

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Presentation Transcript

  1. 实验一 ARM汇编基础实验 1

  2. 一、实验目的 1.掌握ARM汇编指令 2.学习掌握C与汇编混合编程基础 3.熟练使用ARM调试工具RVDS进行调试操作 2

  3. 二、实验内容 • 1．熟悉ARM汇编 • 2．用ARM汇编实现1+2+...+N • 3．C调用汇编实验（实现字符串拷贝功能） • 4．汇编调用C实验 • 5．ARM汇编实现冒泡算法（选做） 3

  4. 三、预备知识 1. ARM汇编、 C语言 2. RVDS工具 4

  5. 四．实验设备与工具 • 硬件：PC 机Pentium100 以上 • 软件：Windows操作系统，RVDS软件 5

  6. 五、实验原理 ARM中的C和汇编混合编程： 1.在汇编中使用C定义的全局变量 2.在汇编中调用C的函数 3.在C中调用汇编的函数 6

  7. 汇编语言中使用C定义的全局变量 1.在汇编中使用C定义的全局变量 在汇编和C之间进行一些数据的传递，最简便的办法就是使用全局变量。 在汇编中调用C中定义的全局变量，需要在汇编中IMPORT 对应的全局变量。 IMPORT 伪指令用于通知编译器要使用的标号或变量在其他的源文件中定义 。 例如：汇编文件asmfile.s想调用C文件cfile.c中定义的全局变量a，则在汇编文件asmfile.s前面要添加： IMPORT a 7

  8. 汇编中调用C函数 2.在汇编中调用C的函数 要在汇编中调用C文件中定义的函数，主要做两方面的工作： 首先：需要在汇编中IMPORT 对应的C函数名。 其次：在调用该C函数之前还需要通过汇编语言传递该函数的 参数。 C和汇编之间的参数传递是通过ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard）的规定来进行的。简单的说就是如果函数有不多于四个参数，对应的用ARM寄存器R0-R3来进行传递，多于4个时借助栈。函数的返回值通过R0来返回。 8

  9. /*asmfile */ AREA asmfile， CODE， READONLY IMPORT cFun ENTRY MOV R0， #22 MOV R1， #11 BL cFun MOV R4,R0 (函数返回值保存在R0中) END /*C file， called by asmfile */ int cFun(int a，int b) { return a-b; } 9

  10. C中调用汇编函数 3.在C中调用汇编的函数 在C中调用汇编文件中的函数，要做的主要工作有两个： 一：是在C中声明函数原型，并加extern关键字； 二：是在汇编中用EXPORT导出函数名，并用该函数名作为汇 编代码段的标识，最后用mov pc，lr返回。然后，就可以 在C中使用该函数了。 EXPORT伪指令用于在程序中声明一个全局的标号，该标号可在其他的文件中引用。 10

  11. C中调用汇编函数 /*C file*/ extern void fun (int *p);声明函数原型 int main() {int i;fun(&i);printf("%d\n", i);return 0; } /*ASMFILE*/ AREA asmfile， CODE， READONLY EXPORT fun导出函数名 fun MOV R1,#1 STR R1,[R0] MOV PC,LR返回语句 END

  12. RVDS简单使用介绍

  13. 创建新工程 点击CodeWarrior for RVDS进入CodeWarrior IDE主窗口，选择File->New进入新建工程/文件选项卡，在选项卡中选择ARM Executable Image ，并在Project name中输入新建工程的名字，在Location中选择工程文件的存放地址，如图35所示，按下确定后，RVDS将生成用户指定名称的工程。

  14. 14 图35

  15. 添加文件到工程 选择File->New进入新建工程/文件选项卡，点击选项卡中的File选项，选择Text File，在File name中填写要添加的文件名，在Location中选择源文件的存放目录，并选择Add to Project 选项，接着在下面的Project选项中选择上一步新建的工程，并在Targets选项中选择Debug和Release，具体如图36所示

  16. 图36 16

  17. 设置工程配置选项 选择Edit->Debug Settings或是按“ALT+F7”进入工程配置界面，如图37所示 17 图37

  18. 设置工程配置选项 选择配置界面下的Language Setting->Realview Assembler对RVDS下的汇编器进行配置，主要选择Architecture 18 图38

  19. 设置工程配置选项 选择配置界面下的Language Setting->Realview Compiler对RVDS下的C编译器进行配置，主要选择Architecture 图39 19

  20. 设置工程配置选项 选择配置界面下的Linker->Realview Linker对RVDS下的连接器进行配置，主要配置RO Base，设置生成的可执行程序的下载地址 图40 20

  21. 设置工程配置选项 选择配置界面下的Debugger->Realview Debugger对RVDS下的调试器进行配置，主要配置是选择RVD还是ADS环境下的调试器AXD进行调试 图41 21

  22. 编译并连接 选择Project->Make或是快捷键“F7”对工程中的源文件进行编译并连接，生成带调试信息的可执行文件.axf文件 图42 22

  23. 调试 选择Project->Debug或是快捷键“F5”启动RVD调试器，并调用生成带调试信息的可执行文件.axf文件 图43 23

  24. RVD调试器界面 图44即为进入的RVD调试界面，选择Target->Connect to target进入仿真器的选择，如图35所示，选择ARMulator即为选择软件仿真，选择H-JTAG即为选择硬件调试 图44 24

  25. 图45 25

  26. 单步调试和运行 选择Debug->Step Into或是“F11”即可选择单步运行，可以对源程序进行单步调试，选择Debug->Run或是“F5”选择直接运行该程序。 图46 26

  27. 观察寄存器和内存 选择View->Registers就可以调用ARM寄存器界面，可以在调试过程中随时查看ARM寄存器的值；选择View->Memory可以调用内存界面，可以在调试过程中随时查看内存中的值。 图47 27

  28. 六、实验内容 1、运行RVDS，建立工程文件，单步运行演示示例程序（/我的文档/实验一 汇编实验/熟悉ARM汇编目录下）深刻理解每一条指令，观察寄存器，内存空间的变化。 此处提供六个示例实验： ARM数据处理指令寻址方式实验和ARM内存访问指令寻址方式实验为必做实验。 ARM堆栈指针寄存器实验、ARM程序计数器实验、ARM程序状态寄存器实验、ARM工作模式切换实验为选做部分，剩余时间或课后完成此部分选做内容。

  29. 寄存器读写实例 R0 LDR指令执行前R0存放00000000 LDR指令执行后R0存放001000000

  30. 大端模式与小端模式 • 小端模式： CPU对操作数的存放 采用低地址存放低字节，高地址存放高字节。 • 大端模式 CPU对操作数的存放 采用低地址存放高字节，高地址存放低字节。 本实验采用小端模式。

  31. 内存读写实例 写内存，STMIA指令执行前 写内存，STMIA指令把 R1-R3写到R0开始的地址

  32. 寄存器读写实例 双击该位置，输入地址，查看对应地址存储值 寄存器赋值前 寄存器赋值后

  33. 内存读写实例 LDMIA指令执行前 把R0(0x210000)开始的6个字读到R1-R5,R7

  34. 实验一 2、用ARM汇编实现1+2+….n的运算。 在sum.s文件中，用汇编实现算法核心部分，需添加的代码参考流程图如下： R0暂存累加和 R1自增1 34

  35. 实验二 3、理解C和汇编，并用汇编程序实现字符串拷贝，并在C程序中调用该汇编程序。 在汇编文件testfile1.s中添加两行汇编代码，分别实现： 拷贝源字符串的一个字节到R2中 将拷贝的字节复制到目标空间 注意事项： 1.C文件和汇编文件都必须加到工程中去，否则编译会报错。 2.C文件和汇编文件要拷贝到工程目录下。 35

  36. 实验三 4、在汇编中调用C函数。 在汇编文件testfile2.s中相应位置添加汇编代码，通过调用c函数g（）实现1+2+3+glovb1，结果存在R8中。 36

  37. 实验四（选做） 5、用ARM汇编实现冒泡算法。（选做） 这种方法的基本思想：是将待排序的元素看作是竖着排列的“气泡”，较大的元素比较重，从而要往下沉。在冒泡排序算法中我们要对这个“气泡”序列处理若干遍。所谓一遍处理，就是自上向下检查一遍这个序列，并时刻注意两个相邻的元素的顺序是否正确。如果发现两个相邻元素的顺序不对，即“轻”的元素在下面，就交换它们的位置。显然，处理一遍之后，“最重”的元素就沉到了最低位置；处理二遍之后，“次重”的元素就沉到了次低位置。在作第二遍处理时，由于最低位置上的元素已是“最重”元素，所以不必检查。一般地，第i遍处理时，不必检查第i低位置以下的元素，因为经过前面i-1遍的处理，它们已正确地排好序。 37

  38. 冒泡排序算法流程图（参考）-----较小的数值排放到后面冒泡排序算法流程图（参考）-----较小的数值排放到后面

  39. 七、思考题 1、add替换成adds ，sub替换成subs有什么影响。 2、mov替换成movne有什么影响？ 3、STMIA换成STMIB ，STMIA换成STMDA有什么区别。 4、思考用ARM汇编实现1+3+5+….+(2n+1)或者2+4+6+…..+2n。 5、实验4中如果去除汇编代码中的“EXPORT strcopy”会有什么现象，为什么？ 6、实验5中如果去除汇编代码中的“IMPORT …..” 会有什么现象，为什么？ 39

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