ARM培训实验指导书第一版Word文档下载推荐.docx

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一实验目的：

初步学会使用EmbestIDEforARM开发环境。

二　实验设备：

硬件：

PC机；

软件：

EmbestIDE2003集成开发环境，WindowsXP。

三实验内容

1.学会使用EmbestIDE2003集成开发环境，可参见

2.在开发环境下完成第四章课后练习。

四　实验操作步骤

1）新建工程：

运行EmbestIDE集成开发环境，选择File→New-

Workspace菜单项，弹出一个对话框，按照图2.1所示输入相关内容。

单击OK按钮，将创建一个新工程，并同时创建一个与工程名相同的工作区。

此时在工作区窗口将打开该工作区和工程。

2）建立源文件：

选择File→New菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。

编辑完后，保存文件asml_a.s。

3）添加源文件：

选择Project→AddToProject→Files项，或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件asml_a.s。

4）基本设置：

选择Project→Settings…菜单项，或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框。

在工程设置对话框中，选择Processor属性页，按照图2.2所示，对目标板所用处理器进行设置。

5）生成目标代码：

选择Build→Buildasm_a菜单项，或按下快捷键F7，生成目标代码。

也可以单击工具栏上相应按钮来完成，如图2.3所示。

6）调试设置：

在工程设置对话框中，选择Remote页面，按照图2.4所示对调试设备模块进行设置。

选择Debug页面，按照图2.5所示进行调试模块设置。

注意：

Symbolfile与Downloadfile设置应该相同，用户可以从Linker页面拷贝系统默认的输出文件配置；

且该实验输入下载地址为0x8000，即为AS默认的代码段起始地址。

由于

汇编和链接选项在本实验中没有进行设置，完全使用其默认选项，所以，代码段是从0x8000开始的，下载地址应该与它保持一致。

7）选择Debug→RemoteConnect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。

8）打开存储器窗口，观察相关地址的内容。

五练习题

在开发环境下完成第四章课后练习题。

实验二　ARM汇编指令实验

（1）

一实验目的

●初步学会使用EmbestIDEforARM开发环境及ARM软件模拟器

●通过实验掌握简单ARM汇编指令的使用方法。

二　实验设备

●硬件：

●软件：

EmbestIDE2003集成开发环境，Windows98／2000／NT／XP。

●熟悉开发环境的使用．并使用LDR／STR和MOV等指令访问寄存器或存储单元。

●使用ADD／SUB／LSL／LSR／AND／ORR等指令．完成基本数学／逻辑运算。

●熟悉开发环境的使用并完成一块存储区的拷贝。

●完成分支程序设计，要求判断参数，根据不同参数，调用不同的子程序。

四　实验原理

ARM处理器共有37个寄存器：

●31个通用寄存器，包括程序计数器（PC）。

这些寄存器都是32位。

●6个状态寄存器。

这些寄存器也是32位，但只使用了其中的12位。

1．ARM通用寄存器

　通用寄存器（R0～R15）可分l~3类．即不分组寄存器R0~R7、分组寄存器R8～R14、程序计数器R15。

1）不分组寄存器R0～R7

　R0～R7是不分组寄存器。

这意味着在所有处理器模式下．它们每一个都访问一样的32位寄存器。

它们是真正的通用寄存器．没有体系结构所隐含的特殊用途

2）分组寄存器R8～R14

R8～R14是分组寄存器。

它们每一个访问的物理寄存器取决于当前的处理器模式。

若要访问特定的物理寄存器而不依赖当前的处理器模式，则要使用规定的名字。

寄存器R8～R12各有两组物理寄存器：

一组为FIQ模式，另一组为除了FIQ以外的所有模式。

寄存器R8～R12没有任何指定的特殊用途。

只是使用R8～R12来简单地处理中断。

寄存器R13和R14各有6个分组的物理寄存器，1个用于用户模式和系统模式，其他5个分别用于5种异常模式。

寄存器R13通常用做堆栈指针，称作SP。

每种异常模式都有自己的R13。

寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称作LR。

3）程序计数器R15

　寄存器R15用做程序计数器（PC）。

　在本实验中，ARM核工作在用户模式，R0～R15可用。

2．存储器格式

　ARM体系结构将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合。

字节0～3存放第1个字，字节4～7存放第2个字，以此类推。

ARM体系结构可以用两种方法存储字数据，分别称为大端格式和小端格式。

1）大端格式

在这种格式中，字数据的高位字节存储在低地址中，而字数据的低位字节存放在高地址

中。

2）小端格式

在这种格式中，字数据的高位字节存放在高地址中，而字数据的低位字节存放在低地址

3．ARM程序状态寄存器

在所有处理器模式下，都可以访问当前程序状态寄存器CPSR。

CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态和控制信息。

每种异常模式都有一个程序状态保存寄存器SPSR。

当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的状态。

4．GNU基础知识

EmbestIDE集成了GNU汇编器as、编译器gcc和链接器ld。

因此，编写程序要符合GNU的语法和规则。

这里简单介绍几点基本知识：

●程序默认入口点为“＿start”，代码段默认起始地址为0x8000；

●as语法及规则：

l）．标号的使用

标号由一个符号后跟一个冒号组成，它表示程序中当前的指令或者数据地址。

如果在程序中出现两个相同的标号，汇编器会产生一个警告，同时，只有第一个标号有效。

2）．equ

．equ伪操作为数字常量、基于寄存器的值和程序中的标号定义一个字符名称。

语法格式

．equsymbol，expr

其中，expr为基于寄存器的地址值、程序中的标号、32位的地址常量或者32位的常量。

symbol为．equ伪操作为expr定义的字符名称。

示例

．equVersion,“0.1”

3）．global及．globl

．global声明一个符号可以被其他文件引用，相当于声明了一个全局变量。

．globl与．global相同。

．globalsymbol

其中，symbol为声明的符号的名称。

它是区分大小写的。

．globalMyAsmFunc

4）．text

．text伪操作将操作符开始的代码编译到代码段或代码段子段（Subsection）中。

．text{subsection}

．text

5）．end

标记汇编文件的结束行，即标号后的代码不作处理。

．end

6）．LDR

LDR伪指令将一个32位常数或者一个地址值读取到寄存器中。

当需要读取到寄存器中的数据超过了MOV或者MVN指令可以操作的范围时，可以使用LDR伪指令将该数据读取到寄存器中。

在汇编编译器处理源程序时，如果该常数没有超过MOV或者MVN可以操作的范围，则LDR指令被这两条指令中的一条所替代；

否则，该常数将被放在最近的一个文字池（LiteralPoo1）内，同时，本指令被一条基于PC的LDR指令替代。

LDR<

register>

，=<

expression>

其中，expression为需要读取的32位常数。

register为目标寄存器。

LDRr1，=0xff

LDRr0，=0xfff00000

7）．1torg

．1torg伪操作用于在当前段（一般是．text段）的当前地址（字对准地址）产生一个文字池。

．1torg

五实验操作步骤

1．实验A

1）――7）同实验一。

8）打开存储器窗口，观察地址0x8000～0x801F的内容，以及地址0xFF0～0xFFF的内容。

9）单步执行程序并观察和记录寄存器与存储器值的变化。

10）结合实验内容和相关资料，观察程序运行，通过实验加深理解ARM指令的使用。

11）理解和掌握实验后，完成实验练习题。

2．实验B

1）参考实验A，建立一个工程，命名为asm1_b。

2）参考实验A完成目标代码的生成与调试。

3）打开存储器窗口，观察地址0x8054～0x80A0的内容，以及地址0x80A4～0x80F0内容。

4）单步执行程序并观察和记录寄存器与存储器值的变化，注意观察步骤3的地址中内容变化。

当执行STMFD、LDMFD、LDMIA和STMIA指令时，注意观察其后面参数所指的地址段或寄存器段的内容变化。

5）结合实验内容和相关资料，观察程序运行，通过实验加深理解ARM指令的使用。

6）理解和掌握实验后，完成实验练习题。

六　实验参考程序

1．实验A参考程序

.equx,45

.equy,64

.equstack_top,0x1000

.global_start

.text

_start:

MOVsp,#stack_top

MOVr0,#x

STRr0，[sp]

MOVr0，#y

LDRrl，[sp]

ADDr0，r0,r1

STRr0，[sp]

stop：

B　stop

.end

2．实验B参考程序

．global_start

．text

．equnum,20

_start：

LDRr0，=src

LDRrl，=dst

MOVr2，#num

MOVsp，#0x400

blockcopy:

MOVSr3，r2，LSR#3

BEQcopywords

STMFDsp!

，{r4-r11}

octcopy：

LDMIAr0!

STMIArl!

，{r4-r11）

SUBSr3，r3，#1

BNEoctcopy

LDMFDsp!

，{r4-r14}

copywords：

ANDSr2,r2,#7

BEQstop

wordcopy：

LDRr3，[r0]，#4

STRr3，[r1]，#4

SUBSr2，r2，#1

BNEwordcopy

stop:

Bstop

．1torg

src：

．1ong1，2，3，4，5，6，7，8，1，2，3，4，5，6，7，8，1，2，3，4

dst：

．1ong0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0

．end

七练习题

1）更改实验A中x、y的值，观察执行结果。

并将其每行指令写上注释。

2）画出实验B的流程图。

实验三　　ARM汇编指令实验

（2）

同实验二

三实验内容：

深入学习ARM汇编指令的使用方法

四练习题

　　完成第五章习题：

5.1，5.2，5.3，5.5，5.7