嵌入式系统基础学习知识原理及其应用题目要求程序代码.docx
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嵌入式系统基础学习知识原理及其应用题目要求程序代码
《嵌入式系统原理及应用》作业题目
作业1
一、调试下面的程序，并回答问题。
.global_start
.text
_start:
LDRSP,=src
LDMFDSP!
{R0-R6}
STMFDSP!
{R0-R6}
LDMFDSP!
{R3}
LDMFDSP!
{R4}
LDMFDSP!
{R5}
LDMFDSP!
{R6}
LDMFDSP!
{R0}
LDMFDSP!
{R1}
LDMFDSP!
{R2}
stop:
bstop
.ltorg
src:
.long1,2,3,4,5,6,7
.end
问：
该程序完成了什么功能？
答：
该程序完成的功能：
先把数据区堆栈中的1~7这七个数据送给R0~R0寄存器，然后又把寄存器列表中的R0~R7存入堆栈，然后又依次把堆栈中的1~7这七个数送给R3~R6,R0~R2,然后程序就结束了，在取数和存数的过程中。
堆栈指针sp由0x0000变到0x8030再到0x804c，然后到0x8030，然后依次加4，最后到0x804c；程序计数器R15（PC）由0x8000地址依次加4。
二、LDMFD,STMFD伪代码实现的原理。
答：
指令STMFD和LDMFD分析：
根据ATPCS规则，我们一般使用FD（FullDescending）类型的数据栈！
所以经常使用的指令就有STMFD和LDMFD，
通过ARM对于栈操作和批量Load/Store指令寻址方式，可以知道指令STMFD和LDMFD的地址计算方法：
STMFD指令的寻址方式为事后递减方式（DB）
而DB寻址方式实际内存地址为：
start_address=Rn-（Number_Of_Set_Bits_In（register_list）*4）
end_address=Rn-4
STM指令操作的伪代码：
ifConditionPassed（cond）then
address=start_address
fori=0to15
ifregister_list[i]==1
Memory[address]=Ri
address=address+4
有上面两个伪代码可以得出STMFDSP！
，{R0-R7，LR}的伪代码如下：
SP＝SP－9×4；
address= SP;
fori=0to7
Memory[address]=Ri;
address =address+4;
Memory[address]=LR;
LDMFD指令的寻址方式为事后递增方式（IA）
IA内存的实际地址的伪代码
start_address=Rn
end_address=Rn+（Number_of_set_bits_in（register_list）*4）-4
LDM指令操作的伪代码（未考虑PC寄存器）：
ifConditionPassed（cond）then
address=start_address
fori=0to15
ifregister_list[i]==1
Ri＝Memory[address,4]
address=address+4
所以LDMFDSP！
，{R0-R7，PC}^（；恢复现场，异常处理返回）伪代码是:
address=SP;
fori=0to7
Ri=Memory[address,4]
address=address+4;
SP=address;
作业2
一、用移位操作完成（R0）*10运算。
参考程序：
.text
.global_start
_start:
movR0,#10
movR1,R0,LSL#3
movR2,R0,LSL#1
addR3,R1,R2
stop:
Bstop
.end
二、已知数据缓冲池中有两组数据x和y,每组中有3个数据（例如x:
90,60,30,y:
60,40,20），将x中的数据减去y中的数据，最后将两组数相减得到的结果送回到x中去！
参考代码:
.text
.global_start
_start:
LDRSP,=x
LDMFDSP!
{R0-R2}
LDMFDSP!
{R3-R5}
subR2,R2,R5
SubR1,R1,R4
SubR0,R0,R3
STMFDSP!
{R0-R2}
stop:
bstop
.ltorg
x:
.long80,90,100
y:
.long10,20,30
.end
作业3
已知R0和R1的值,要求保留R0的低16位，保留R1的高16位状态，最后将这两个值组成一个新的数送给R3.
参考代码：
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=0x12345678
LDRR1,=0x87654321
ldrR2,=0xffff
LDRR4,=0xffff0000
ANDR0,R0,R2
ANDR1,R1,R4
ORRR3,R0,R1
stop:
Bstop
.end
作业4
在ARMGNU环境下用ARM汇编语言编程序实现
参考代码：
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=x
LDRR1,=y
LDRR2,[R0]
CMPR2,#0
BEQZERO
BGTZHENG
BLTFU
ZERO:
MOVR3,#0
STRR3,[R1]
Bstop
ZHENG:
movR3,R2
STRR3,[R1]
Bstop
FU:
mvnR3,R2
movR4,#0x1
addR3,R3,R4
STRR3,[R1]
Bstop
stop:
Bstop
.ltorg
x:
.long-10
y:
.long0
作业5
求20的阶乘：
64位结果放在【R9：
R8】中，R9放高32位，R放低32位
思路：
每轮乘法操作中，低32位（R8）乘以X（R0）后，结果的低32位放在R8中，高32位放在R9中；高32位R1乘以X（R0）后再加上R9，得到64位结果的高32位，存入R9
参考程序：
.global_start
.text
_start:
MOVR8,#20@低32位初始化为20
MOVR9,#0@高位初始化为0
SUBR0,R8,#1@初始化计数器
Loop:
MOVR1,R9@暂存高位值
UMULLR8,R9,R0,R8@[R9:
R8]=R0*R8
MLAR9,R1,R0,R9@R9=R1*R0+R9
SUBSR0,R0,#1@计数器递减
BNELoop@计数器不为0继续循环
Stop:
Bstop
.end
二、已知a=R0,b=R1.
while（a<>b）do
if（a>b）then
a=a-b
else
a=b-a
endif
endwhile
result=a
根据以上代码写出对应的汇编代码：
参考代码：
CMPR0，R1
CMPNER0，R1
SubGTR0，R0，R1
SubLTR0，R1，R0
.end
作业6
1.将下面的ADS环境下的程序代码改写成GUN环境下的程序代码。
（调试时使用F11stepinto，注意和F10stepover的区别）
AREAJump,CODE,READONLY
numEQU4;函数地址表内容的个数
ENTRY
CODE32
start
LDRR0,=choice;R0指向存储区的choice单元
LDRR0,[R0];设置第一个参数：
选择执行哪一个函数
MOVR1,#16;设置第1个操作数
MOVR2,#2;设置第2个操作数
BLarithfunc;调用子程序arithfunc
stop
MOVR0,#0x18;程序结束返回编译器调试环境
LDRR1,=0x20026
SWI0x123456
arithfunc
CMPR0,#num;比较R0的值是否超过函数地址表的个数
MOVHSPC,LR;如果大于，那么就返回到标号stop处
ADRR3,JumpTable;将函数地址表的地址作为基地址
LDRPC,[R3,R0,LSL#2];根据R0参数进入对应的子程序
JumpTable;函数地址表的入口基地址
DCDDoAdd;加法子程序
DCDDoSub;减法子程序
DCDDoMul;乘法子程序
DCDDoDiv;除法子程序
DoAdd
ADDR0,R1,R2;R0=R1+R2
MOVPC,LR;返回
DoSub
SUBR0,R1,R2;R0=R1-R2
MOVPC,LR;返回
DoMul
MOVR0,R1,LSLR2;R0=R1<MOVPC,LR;返回
DoDiv
MOVR0,R1,LSRR2;R0=R1>>R2
MOVPC,LR;返回
AREANUM,DATA,READWRITE
choiceDCD3;0：
表示选择加法子程序1：
表示选择减法子程序
;2：
表示选择乘法子程序3：
表示选择除法子程序
END
参考程序：
.equnum,4@函数地址表内容的个数
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=choice@R0指向存储区的choice单元
LDRR0,[R0]@设置第一个参数：
选择执行哪一个函数
MOVR1,#16@设置第1个操作数
MOVR2,#2@设置第2个操作数
Blarithfunc@调用子程序arithfunc
stop:
bstop
arithfunc:
CMPR0,#num@比较R0的值是否超过函数地址表的个数
MOVHSPC,LR@如果大于，那么就返回到标号stop处
ADRR3,JumpTable@将函数地址表的地址作为基地址
LDRPC,[R3,R0,LSL#2]@根据R0参数进入对应的子程序
JumpTable:
@函数地址表的入口基地址
.longDoAdd@加法子程序
.longDoSub@减法子程序
.longDoMul@乘法子程序
.longDoDiv@除法子程序
DoAdd:
ADDR0,R1,R2@R0=R1+R2
MOVPC,LR@返回
DoSub:
SUBR0,R1,R2@R0=R1-R2
MOVPC,LR@返回
DoMul:
MOVR0,R1,LSLR2@R0=R1<MOVPC,LR@返回
DoDiv:
MOVR0,R1,LSRR2@R0=R1>>R2
MOVPC,LR@返回
.ltorg
choice:
.long3@0：
表示选择加法子程序@1：
表示选择减法子程序@2：
表示选择乘法子程序@：
表示选择除法子程序
.end
2.改写以下程序，实现从ARM状态切换到thumb状态，最后再切换到ARM状态！
#*******************************************************************************************
#NAME:
ThumbCode.s*
#Author:
Embest*
#Desc:
ThumbCodeexamples*
#History:
shw.He2005.02.22*
#*********************************************************************************************
/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*constantdefine*/
/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
.global_start
/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*unabletolocatesourcefile.code*/
/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
.text
_start:
.arm/*SubsequentinstructionsareARM*/
header:
adrr0,Tstart+1/*ProcessorstartsinARMstate,*/
bxr0/*sosmallARMcodeheaderused*/
/*tocallThumbmainprogram.*/
nop
.thumb
Tstart:
movr0,#10/*Setupparameters*/
movr1,#3
bldoadd/*Callsubroutine*/
stop:
bstop
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*Subroutinecode:
R0=R0+R1andreturn*/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
doadd:
addr0,r0,r1/*Subroutinecode*/
movpc,lr/*Returnfromsubroutine.*/
.end/*Markendoffile*/
参考程序：
.global_start
.text
_start:
movr3,#0
.arm
header:
adrr0,Tstart+1
addr3,r3,#1//设置循环标志，便于从thumb切换到arm后能停止程序
cmpr3,#2
Beqstop
bxr0
stop:
bstop
.thumb
Tstart:
LDRr2,=header
movr0,#10
movr1,#3
bldoadd
bxr2
doadd:
addr0,r0,r1
movpc,lr
.end
作业7
已知
，若任意给一个定值，假定为-25，存放在x单元，函数值存放在y单元；要求根据x中的值来确定y的值。
参考程序：
.text
.global_start
_start:
ldrr0,=src
ldrr3,=dst
ldrr1,[r0]
ldrr2,=0x0/*r2储存常数0*/
cmpr1,r2
addgtr2,r2,#1
subltr2,r2,#1
strr2,[r3]
stop:
bstop
.ltorg
src:
.long-25
dst:
.long0
.end
作业8
从x单元开始的5个连续字单元中存放5个无符号数，从中找出最大者送入y单元中。
参考程序：
.text
.global_start
.equnum,4
_start:
ldrr4,=num/*r4内的数值作为计数变量*/
ldrr0,=x
ldrr5,=y
ldrr1,[r0],#4
loop:
ldrr1,[r0],#4
ldrr2,[r0],#4
cmpr2,r1
strger2,[r5]
strltr1,[r5]
subr4,r4,#1
cmpr4,#0
bneloop
stop:
bstop
.ltorg
x:
.long1,2,6,3,9
y:
.long0
.end
作业9
（冒泡排序法）：
利用逐次求大数的方法对内存单元ARRAY开始的以字节为单位的无符号数进行从大到小排序。
在以BUF为首址的字存储区中存放有10个无符号数0x0FF,0x00,0x40,0x10,0x90,0x20,0x80,0x30,0x50,0x70,0x60，现需将它们按从小到大的顺序排列在BUF存储区中，试编写其程序。
参考程序：
分析：
采用逐一比较法：
●将第一个存储单元中的数与其后n-1个存储单元中的数逐一比较，每次比较之后，总是把小者放在第一个存储单元之中，经过n-1次比较之后，n个数中最小者存入第一存储单元中；
●接着从第二个存储单元开始，同理，经过n-2次比较之后，得到n-1个数中最小者存入第二存储单元中；如此类推，当最后两个存储单元的数比较完成之后，从小到大的排列顺序就实现了。
“冒泡排序”算法。
各寄存器分配功能如下：
R0：
用来指示缓冲区初始地址
R1：
外循环计数器
R2：
内循环计数器
R3：
外循环地址指针
R4：
内循环地指针
R5：
内循环下一个数地址指针
R6：
存放内循环一轮比较的最小值
R7：
存放内循环取出的下一个比较值
程序代码：
.equnum,10
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=Datas@指向数组的首地址
movR1,#0@外循环计数器
movR2,#0@内循环计数器
LOOPI:
addR3,R0,R1,lsl#2@外循环首地址存R3
movR4,R3@内循环首地址存R4
ADDR2,R1,#1@内存换计数器初值
MOVR5,R4@内循环下一地址初值
LDRR6,[R4]@取内循环下一地址值R4
LOOPJ:
addr5,r5,#4@内循环下一地址值
ldrr7,[r5]@取出下一地址值至R7
cmpr6,r7@比较
bltnext@小则取下一个
swpr7,r6,[r5]@大则交换，最小值R6
movr6,r7
next:
addr2,r2,#1@内循环计数
cmpr2,#num@循环中止条件
bltLOOPJ@小于N则继续内循环
swpr7,r6,[r3]@否则，内循环一轮结束，将最小数存入外循环的首地址处
addr1,r1,#1@外循环计数
cmpr1,#num-1@外循环中止条件
bltLOOPI@小于N-1则继续执行外循环
BEQstop
b_start
stop:
bstop
.ltorg
Datas:
.long0x0FF,0x00,0x40
.long0x10,0x90,0x20,
.long0x80,0x30,0x50,
.long0x70
.end
作业10
通过设置的入口参数查找函数地址表，实现选择不同的函数功能。
已知两个操作数分别存放于寄存器R0与R1中，函数1实现两数相加R0+R1；函数2实现两数相减R0-R1；函数3实现两数相乘R0*R1;函数4实现两数相除R0/R1。
参考代码：
.text
.equnum,3
.global_start
_start:
ldrr0,=0x01
ldrr1,=0x02
ldrr4,=0x02/*r4用来作为选择函数入口Doadd,Dosub,Domul的选项（默认为1,可修改）*/
blFunc
stop:
bstop
Func:
cmpr4,#num
movgepc,lr/*当r4内的值大于等于3时,调回_start函数*/
ldrr3,=JTable
ldrpc,[r3,r4,lsl#2]/*因为函数入口是.long类型,所以需要左移（LSL）2位*/
JTable:
.longDoadd,Dosub,Domul
Doadd:
addr2,r0,r1
movpc,lr
Dosub:
subr2,r0,r1
movpc,lr
Domul:
mulr2,r0,r1
movpc,lr
.end
作业11
编程实现S=1+2*3+4*5+…….+N*（N+1），其中N=10。
参考答案：
分析过程
●算法功能：
●相邻数相乘：
MUL
●累加：
ADD
●循环次数：
10CMPB指令
●初始值S=1N
●N+1部分和N（N+1）
寄存器分配
●R0:
S1R0+R3得S值
●R1:
N的初始值2循环变量
●R
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