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一、试验意图
(1) 把握树立根本完整的ARM 工程,包含发动代码,C言语程序等;
(2) 了解ARM发动进程,学会编写简略的C 言语程序和汇编发动代码并进行调试;
(3) 把握怎么指定代码进口地址与进口点;
(4) 把握经过memory/register/watch/variable 窗口分析判断成果。
二、试验环境
硬件:PC机。
软件:ADS1.2 集成开发环境
三、试验内容
运用汇编言语编写初始化程序,并引导至C言语main函数,用汇编言语编写延时函数完结毫秒级的延时,在C言语中调用延时函数,完结1s钟定时。
四、试验要求
(1) 在ADS下创立一个工程armasmc,编写3个文件,如下图所示:
其间一个初始化汇编言语文件Init.s,该文件中主要完结反常矢量表的树立,形式仓库初始化,并将程序引导至C言语的main函数。
C言语程序保存为armasmc.c。 C言语中调用汇编言语文件delay.s中的毫秒延时程序delayxms,C言语将延时的毫秒数经过参数传递到汇编言语,汇编言语完结延时,然后回来C言语函数。
经过AXD运用单步履行办法调试程序。调查程序履行进程中的寄存器及存储器的改变状况。
(2)试验进程中请记录并思考以下内容:
1)怎么树立反常矢量进口表?
2)怎么在汇编言语中切换至C言语的main函数?。
3)怎么在C言语中调用汇编言语函数,并完结参数传递?
4)汇编言语函数中用到的寄存器怎么维护与康复,为什么要维护参阅程序中的R11?
5)将delay.s中的R11改成R4,并将两条R11 的维护与康复句子stmfd sp!,{r11} 和ldmfd sp!,{r11}删掉,在C言语程序中的句子i–处设置端点,调查运转进程中变量i的改变状况,并解说其间的原因。
五、试验状况:
1、试验源代码(含注释):
Init.s代码:
;************************ entry.s ****************************
IMPORT Main ;在汇编程序调用该c程序前要在汇编言语程序中运用IMPORT伪操作来声明该c程序
area Init,code,readonly ;界说CODE片段Init 只读
entry ;设置程序进口伪指令
code32 ;以下为32位的ARM程序
; *********** Setup interrupt/exception vector *******************
start b Reset_Handler ;反常矢量表,依据反常矢量表进入不同形式的间断程序
Undefined_Handler b Undefined_Handler
SWI_Handler b SWI_Handler
Prefetch_handler b Prefetch_handler
Abort_Handler b Abort_Handler
nop ;Reserved vector
IRQ_Handler b IRQ_Handler
FIQ_Handler b FIQ_Handler
Reset_Handler ;Reset间断,为整个间断的实践进口点
bl initstack ;初始化各形式下的仓库指针
;切换至用户形式堆
msr cpsr_c,#0xd0 ;110 10000
bl Main
halt b halt
initstack mov r0,lr ;r0<--lr,由于各种形式下r0是相同的而各个形式?
;设置管理形式仓库
msr cpsr_c,#0xd3 ;110 10011
ldr sp,stacksvc
;设置间断形式仓库
msr cpsr_c,#0xd2 ;110 10010
ldr sp,stackirq
;设置快速间断形式仓库
msr cpsr_c,#0xd1 ;110 10001
ldr sp,stackfiq
;设置间断形式仓库
msr cpsr_c,#0xd7 ;110 10111
ldr sp,stackabt
;设置未界说形式仓库
msr cpsr_c,#0xdb ;110 11011
ldr sp,stackund
;设置系统形式仓库
msr cpsr_c,#0xdf ;110 11111
ldr sp,stackusr
mov pc,r0 ;回来
LTORG
stackusr dcd usrstackspace+128
stacksvc dcd svcstackspace+128
stackirq dcd irqstackspace+128
stackfiq dcd fiqstackspace+128
stackabt dcd abtstackspace+128
stackund dcd undstackspace+128
area Interrupt,data,READWRITE ;分配仓库空间
usrstackspace space 128
svcstackspace space 128
irqstackspace space 128
fiqstackspace space 128
abtstackspace space 128
undstackspace space 128
end
delay.s代码:
;************************* delay.s *****************************
EXPORT delayxms ;EXPORT伪指令用于在程序中声明一个大局的标号,该标号可在其他的文件中引用
area delay,code,readonly ;界说code片段delay只读
code32 ;以下为32位的ARM程序
;下面是延时若干ms的子程序
delayxms
stmfd sp!,{r11} ; 寄存器入栈
sub r0,r0,#1 ;r0=r0-1
ldr r11,=1000 ;加载至r11中
loop2
sub r11,r11,#1 ;每次将r11自减一
cmp r11,#0x0 ;将r11与0比较
bne loop2 ;比较的成果不为0,则持续调用loop2
cmp r0,#0x0 ;将r0与0比较
bne delayxms ;比较的成果不为0,则持续调用delayxms
ldmfd sp!,{r11};
mov pc,lr;回来
end
armasmc.c代码:
//*************************armasmc.c******************************
#include <stdio.h>
int Main()
{
extern void delayxms(int xms); //在C程序调用汇编程序之前需求在C言语程序中运用extern关键词来声明该汇编程序
int i=100;
while(1)
{
delayxms(1000); // 调用delayxms汇编程序
i--;
if(i==0)
i=100;
}
return 0;
}
2、试验进程(含成果截图及相应文字解说):
1.怎么树立反常矢量进口表?
答:树立反常矢量进口表需求设置间断类类型,而且要设置间断服务子程序段地址,以依据反常矢量表进入不同形式的间断程序。在试验程序中也有界说:
2.怎么在汇编言语中切换至C言语的main函数?
答:由上代码可知,为确保程序调用时参数的正确传递,汇编程序设计要恪守ATPCS(ARM-Thumb Produce Call Standard),它是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的根本规矩,意图是为了使独自编译的C言语程序和汇编程序之间能够彼此调用。这些根本规矩包含子程序调用进程中寄存器的运用规矩、数据栈的运用规矩和参数的传递规矩。在C程序中不需求任何关键字来声明将被汇编言语调用的C程序,但需求在汇编言语程序之前运用IMPORT伪操作来声明该C程序。在汇编程序中经过BL指令来调用子程序。同时,汇编程序能够经过地址直接拜访在C言语程序中声明的大局变量。经过运用IMPORT关键词引入大局变量,并运用LDR和STR指令依据大局变量的地址能够拜访它们。
3.怎么在C言语中调用汇编言语函数,并完结参数传递?
答:为了确保程序调用时参数的正确传递,汇编程序设计要恪守ATPCS。在汇编程序中需求运用EXPORT伪操作来声明,同时,在C程序中调用该汇编程序之前需求在C言语程序中运用extern关键词来声明该汇编程序。
4.汇编言语函数中用到的寄存器怎么维护与康复,为什么要维护参阅程序中的R11?
答:汇编言语函数中用到的寄存器经过压栈来维护,出栈来康复。依据ATPCS规矩,R11对应ARM 状况局部变量寄存器8,R11中含有循环次数的重要参量,因此要维护R11防止在程序运转与调用进程中受到影响而导致程序反常。
5.将delay.s中的R11改成R4,并将两条R11 的维护与康复句子stmfd sp!,{r11} 和ldmfd sp!,{r11}删掉,在C言语程序中的句子i–处设置端点,调查运转进程中变量i的改变状况,并解说其间的原因。
修正程序如下:
答:由上可知R4对应局部变量寄存器1,即变量i,因此在子程序delay.s中,R4的值减为0,若不进行维护,则回来C程序后自减-1,导致变量i的值变为-1,此刻将无法满意0的条件,也就无法履行if,导致i会一直递减下去,最终无法中止。
六、总结
本次有关汇编与C言语彼此调用的部分,树立反常矢量进口表的办法,即需求设置间断类类型,而且要设置间断服务子程序段地址,以依据反常矢量表进入不同形式的间断程序。此外,还有ARM程序和Thumb程序中子程序调用的根本规矩ATPCS(ARM-Thumb Produce Call Standard),意图是为了使独自编译的C言语程序和汇编程序之间能够彼此调用。这些根本规矩包含子程序调用进程中寄存器的运用规矩、数据栈的运用规矩和参数的传递规矩,为调用提供了相关的规范。其间汇编程序拜访大局C变量的办法是:汇编程序能够经过地址直接拜访在C言语程序中声明的大局变量。经过运用IMPORT关键词引入大局变量,并运用LDR和STR指令依据大局变量的地址能够拜访它们。在C言语程序中调用汇编程序的办法是:在汇编程序中需求运用EXPORT伪操作来声明,使得本程序能够被其它程序调用。同时,在C程序调用该汇编程序之前需求在C言语程序中运用extern关键词来声明该汇编程序。而在汇编程序中调用C言语程序的办法是:在C程序中不需求运用任何关键字来声明将被汇编言语调用的C程序,但是在汇编程序调用该C程序之前需求在汇编言语程序中运用IMPORT伪操作来声明该C程序。在汇编程序中经过BL指令来调用子程序。
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