1、1,1,实验一 ARM汇编基础实验,2,2,一、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,3,3,二、实验内容,1熟悉ARM汇编2用ARM汇编实现1+2+.+N3C调用汇编实验（实现字符串拷贝功能）4汇编调用C实验5ARM汇编实现冒泡算法（选做）,4,4,三、预备知识,1. ARM汇编、 C语言2. RVDS工具,5,5,四、实验设备与工具,硬件：PC 机Pentium100 以上软件：Windows操作系统，RVDS软件,6,6,五、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
2、中调用C的函数3. 在C中调用汇编的函数,7,7,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,8,8,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
3、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，对应的使用ARM寄存器R0-R3来进行传递，多于4个时需要借助栈。函数的返回值通过R0来返回。,9,9,/*asmfile */ AREA asmfile, CODE, READONLY IMPORT cFunENTRYMOV R0, #22 MOV R1, #11 BL cFun MOV R4, R0 ; 函数返回值在R0中 END/*C
4、file, called by asmfile */ int cFun ( int a, int b ) return a - b; ,10,10,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： 首先：是在C中声明函数原型，并加extern关键字； 其次：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。,11,/*C file*/ extern void fun ( int *p );
5、 声明函数原型 int main ( ) int i; fun ( 返回语句END,C中调用汇编函数,12,RVDS简单使用介绍,13,创建新工程,步骤：1、点击开始菜单中的CodeWarrior for RVDS 打开 CodeWarrior IDE 主窗口；2、选择File-New进入“新建工程/文件“选项卡；3、在选项卡中选择ARM Executable Image；4、在Project name中输入新建工程的名字；5、在Location中选择工程文件的存放路径，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,新建文件：1、选择F
6、ile-New进入“新建工程/文件”选项卡；2、点击选项卡中的File选项，选择Text File；3、在File name中填写要添加的文件名，在Location中选择该文件的保存路径；4、选中Add to Project选项；5、在下面的Project选项中选择上一步新建的工程；6、在Targets选项中选择Debug和Release，然后点击“确定”，具体如图36所示。,16,16,图36,17,17,图37,添加已有文件：在File工作区中点右键，选择Add Files，如图37所示。,18,18,设置工程配置选项,选择Edit-Debug Settings或是按“ALT+F7”进入工
7、程配置界面，并进行如下配置：1、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（即ARM架构类型）如图38所示。,19,19,设置工程配置选项,图38,20,20,设置工程配置选项,2、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39,21,21,设置工程配置选项,3、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
8、生成的可执行程序的下载地址。,图40,22,22,设置工程配置选项,4、选择配置界面下的Debugger-Realview Debugger对RVDS下的调试器进行配置，主要是选择RVD还是ADS环境下的调试器AXD进行调试。,图41,23,23,编译并连接,源程序编写好后，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42,24,24,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43,25,25,RVD调试器界面,图44为RVD界面，选择T
9、arget-Connect to target进入仿真器的选择。,图44,26,26,图45,选择ARMulator即为软件仿真，选择H-JTAG即为硬件调试。,27,27,单步调试和运行,选择Debug-Step Into或是“F11”即可单步运行，可以对源程序进行单步调试，也可以选择Debug-Run或是“F5”直接运行该程序。,图46,28,28,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47,29,六、实验内容,1、运行RVD
10、S，建立工程文件，单步运行演示示例程序，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：1）ARM数据处理指令寻址方式实验（必做）2）ARM内存访问指令寻址方式实验（必做）3）ARM堆栈指针寄存器实验（选做）4）ARM程序计数器实验（选做）5）ARM程序状态寄存器实验（选做）6）ARM工作模式切换实验（选做）请在剩余时间或课后完成选做内容。,30,寄存器读写实例,LDR指令执行前R0存放00000000,LDR指令执行后R0存放001000000,R0,31,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
11、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。,32,写内存，STMIA指令把 R1-R3写到R0开始的地址,内存读写实例,写内存，STMIA指令执行前,33,寄存器读写实例,寄存器赋值前,寄存器赋值后,双击该位置，输入地址，然后回车，查看对应地址存储的数据值。,34,把R0(0x210000)开始的6个字读到R1-R5,R7,内存读写实例,LDMIA指令执行前,35,35,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1,36,36,3、理解C和汇编，并用汇编程序实现字
12、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：（1）拷贝源字符串的一个字节到R2中；（2）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。,实验二,37,37,4、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。,实验三,38,38,5、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
13、，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。,实验四（选做）,39,冒泡排序算法流程图（参考） -较小的数值排放到后面,40,40,七、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？,
