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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1） 掌握建立基本完整的ARM 工程，包含啟動(dòng)代碼，C語(yǔ)言程序等；

（2） 了解ARM啟動(dòng)過(guò)程，學(xué)會(huì)編寫(xiě)簡(jiǎn)單的C 語(yǔ)言程序和匯編啟動(dòng)代碼并進(jìn)行調(diào)試；

（3） 掌握如何指定代碼入口地址與入口點(diǎn)；

（4） 掌握通過(guò)memory/register/watch/variable 窗口分析判斷結(jié)果。

二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境

硬件：PC機(jī)。

軟件：ADS1.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)初始化程序，并引導(dǎo)至C語(yǔ)言main函數(shù)，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的延時(shí)，在C語(yǔ)言中調(diào)用延時(shí)函數(shù),實(shí)現(xiàn)1s鐘定時(shí)。

四、實(shí)驗(yàn)要求

(1) 在ADS下創(chuàng)建一個(gè)工程armasmc，編寫(xiě)3個(gè)文件，如下圖所示：

其中一個(gè)初始化匯編語(yǔ)言文件Init.s，該文件中主要完成異常矢量表的建立，模式堆棧初始化，并將程序引導(dǎo)至C語(yǔ)言的main函數(shù)。

C語(yǔ)言程序保存為armasmc.c。 C語(yǔ)言中調(diào)用匯編語(yǔ)言文件delay.s中的毫秒延時(shí)程序delayxms，C語(yǔ)言將延時(shí)的毫秒數(shù)通過(guò)參數(shù)傳遞到匯編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言完成延時(shí)，然后返回C語(yǔ)言函數(shù)。

通過(guò)AXD運(yùn)用單步執(zhí)行方式調(diào)試程序。觀察程序執(zhí)行過(guò)程中的寄存器及存儲(chǔ)器的變化情況。

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中請(qǐng)記錄并思考以下內(nèi)容：

1）如何建立異常矢量入口表？

2）如何在匯編語(yǔ)言中切換至C語(yǔ)言的main函數(shù)？。

3）如何在C語(yǔ)言中調(diào)用匯編語(yǔ)言函數(shù)，并完成參數(shù)傳遞？

4）匯編語(yǔ)言函數(shù)中用到的寄存器如何保護(hù)與恢復(fù)，為什么要保護(hù)參考程序中的R11？

5）將delay.s中的R11改成R4，并將兩條R11 的保護(hù)與恢復(fù)語(yǔ)句stmfd sp!,{r11} 和ldmfd sp!,{r11}刪掉，在C語(yǔ)言程序中的語(yǔ)句i–處設(shè)置端點(diǎn)，觀察運(yùn)行過(guò)程中變量i的變化情況，并解釋其中的原因。

五、實(shí)驗(yàn)情況：

1、實(shí)驗(yàn)源代碼（含注釋?zhuān)?/p>

Init.s代碼：

;************************ entry.s ****************************
 IMPORT Main  ;在匯編程序調(diào)用該c程序前要在匯編語(yǔ)言程序中使用IMPORT偽操作來(lái)聲明該c程序

  area Init,code,readonly   ;定義CODE片段Init 只讀 
  entry     ;設(shè)置程序入口偽指令
  code32   ;以下為32位的ARM程序
; *********** Setup interrupt/exception vector *******************
start              b Reset_Handler        ;異常矢量表，根據(jù)異常矢量表進(jìn)入不同模式的中斷程序      
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中斷，為整個(gè)中斷的實(shí)際入口點(diǎn)        
             bl initstack    ;初始化各模式下的堆棧指針
                             
             ;切換至用戶(hù)模式堆    
             msr cpsr_c,#0xd0    ;110  10000
                 
             bl Main

halt  b halt

initstack    mov r0,lr   ;r0<--lr,因?yàn)楦鞣N模式下r0是相同的而各個(gè)模式?                            
                                   
             ;設(shè)置管理模式堆棧
             msr cpsr_c,#0xd3    ;110  10011  
             ldr sp,stacksvc
               
             ;設(shè)置中斷模式堆棧
             msr cpsr_c,#0xd2    ;110  10010
             ldr sp,stackirq  
             
             ;設(shè)置快速中斷模式堆棧
             msr cpsr_c,#0xd1    ;110  10001
             ldr sp,stackfiq
                                
             ;設(shè)置中止模式堆棧      
             msr cpsr_c,#0xd7    ;110  10111
             ldr sp,stackabt
                                    
            ;設(shè)置未定義模式堆棧   
             msr cpsr_c,#0xdb    ;110  11011
             ldr sp,stackund
   
             ;設(shè)置系統(tǒng)模式堆棧    
             msr cpsr_c,#0xdf    ;110  11111
             ldr sp,stackusr
             
             mov pc,r0 ;返回
         
  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  ;分配堆?？臻g
usrstackspace space 128
svcstackspace space 128
irqstackspace space 128
fiqstackspace space 128
abtstackspace space 128
undstackspace space 128
     
       end

delay.s代碼：

;************************* delay.s *****************************
  EXPORT delayxms ；EXPORT偽指令用于在程序中聲明一個(gè)全局的標(biāo)號(hào)，該標(biāo)號(hào)可在其他的文件中引用
  area delay,code,readonly  ;定義code片段delay只讀
  code32  ;以下為32位的ARM程序
  
;下面是延時(shí)若干ms的子程序      
delayxms
     stmfd sp!,{r11} ; 寄存器入棧
     sub r0,r0,#1 ;r0=r0-1
     ldr r11,=1000 ；加載至r11中
loop2
     sub r11,r11,#1 ；每次將r11自減一
     cmp r11,#0x0 ;將r11與0比較
     bne loop2  ;比較的結(jié)果不為0，則繼續(xù)調(diào)用loop2  
     cmp r0,#0x0    ;將r0與0比較
     bne delayxms   ;比較的結(jié)果不為0，則繼續(xù)調(diào)用delayxms
     ldmfd sp!,{r11};
     mov pc,lr;返回
     
     end

armasmc.c代碼：

//*************************armasmc.c******************************
#include <stdio.h>
int Main()
{  
  extern void delayxms(int xms);  //在C程序調(diào)用匯編程序之前需要在C語(yǔ)言程序中使用extern關(guān)鍵詞來(lái)聲明該匯編程序
  
  int i=100;
  
  while(1)
  {
     delayxms(1000); // 調(diào)用delayxms匯編程序
     i--;
     if(i==0)
       i=100;
  }
  return 0;
}

2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程（含結(jié)果截圖及相應(yīng)文字解釋?zhuān)?/p>

1.如何建立異常矢量入口表？

答：建立異常矢量入口表需要設(shè)置中斷類(lèi)型號(hào)，并且要設(shè)置中斷服務(wù)子程序段地址，以根據(jù)異常矢量表進(jìn)入不同模式的中斷程序。在實(shí)驗(yàn)程序中也有定義：

2.如何在匯編語(yǔ)言中切換至C語(yǔ)言的main函數(shù)？

答：由上代碼可知，為保證程序調(diào)用時(shí)參數(shù)的正確傳遞，匯編程序設(shè)計(jì)要遵守ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard）,它是ARM程序和Thumb程序中子程序調(diào)用的基本規(guī)則，目的是為了使單獨(dú)編譯的C語(yǔ)言程序和匯編程序之間能夠相互調(diào)用。這些基本規(guī)則包括子程序調(diào)用過(guò)程中寄存器的使用規(guī)則、數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則和參數(shù)的傳遞規(guī)則。在C程序中不需要任何關(guān)鍵字來(lái)聲明將被匯編語(yǔ)言調(diào)用的C程序，但需要在匯編語(yǔ)言程序之前使用IMPORT偽操作來(lái)聲明該C程序。在匯編程序中通過(guò)BL指令來(lái)調(diào)用子程序。同時(shí)，匯編程序可以通過(guò)地址間接訪問(wèn)在C語(yǔ)言程序中聲明的全局變量。通過(guò)使用IMPORT關(guān)鍵詞引入全局變量，并利用LDR和STR指令根據(jù)全局變量的地址可以訪問(wèn)它們。

3.如何在C語(yǔ)言中調(diào)用匯編語(yǔ)言函數(shù)，并完成參數(shù)傳遞？

答：為了保證程序調(diào)用時(shí)參數(shù)的正確傳遞，匯編程序設(shè)計(jì)要遵守ATPCS。在匯編程序中需要使用EXPORT偽操作來(lái)聲明，同時(shí)，在C程序中調(diào)用該匯編程序之前需要在C語(yǔ)言程序中使用extern關(guān)鍵詞來(lái)聲明該匯編程序。

4.匯編語(yǔ)言函數(shù)中用到的寄存器如何保護(hù)與恢復(fù)，為什么要保護(hù)參考程序中的R11？

答：匯編語(yǔ)言函數(shù)中用到的寄存器通過(guò)壓棧來(lái)保護(hù)，出棧來(lái)恢復(fù)。根據(jù)ATPCS規(guī)則，R11對(duì)應(yīng)ARM 狀態(tài)局部變量寄存器8，R11中含有循環(huán)次數(shù)的重要參量，因此要保護(hù)R11避免在程序運(yùn)行與調(diào)用過(guò)程中受到影響而導(dǎo)致程序異常。

5.將delay.s中的R11改成R4，并將兩條R11 的保護(hù)與恢復(fù)語(yǔ)句stmfd sp!,{r11} 和ldmfd sp!,{r11}刪掉，在C語(yǔ)言程序中的語(yǔ)句i–處設(shè)置端點(diǎn)，觀察運(yùn)行過(guò)程中變量i的變化情況，并解釋其中的原因。

修改程序如下：

答：由上可知R4對(duì)應(yīng)局部變量寄存器1，即變量i，因此在子程序delay.s中，R4的值減為0，若不進(jìn)行保護(hù)，則返回C程序后自減-1，導(dǎo)致變量i的值變?yōu)?1，此時(shí)將無(wú)法滿(mǎn)足0的條件，也就無(wú)法執(zhí)行if，導(dǎo)致i會(huì)一直遞減下去，最終無(wú)法停止。

六、總結(jié)

本次有關(guān)匯編與C語(yǔ)言相互調(diào)用的部分，建立異常矢量入口表的方法，即需要設(shè)置中斷類(lèi)型號(hào)，并且要設(shè)置中斷服務(wù)子程序段地址，以根據(jù)異常矢量表進(jìn)入不同模式的中斷程序。此外，還有ARM程序和Thumb程序中子程序調(diào)用的基本規(guī)則ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard），目的是為了使單獨(dú)編譯的C語(yǔ)言程序和匯編程序之間能夠相互調(diào)用。這些基本規(guī)則包括子程序調(diào)用過(guò)程中寄存器的使用規(guī)則、數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則和參數(shù)的傳遞規(guī)則，為調(diào)用提供了相關(guān)的規(guī)范。其中匯編程序訪問(wèn)全局C變量的方法是：匯編程序可以通過(guò)地址間接訪問(wèn)在C語(yǔ)言程序中聲明的全局變量。通過(guò)使用IMPORT關(guān)鍵詞引入全局變量，并利用LDR和STR指令根據(jù)全局變量的地址可以訪問(wèn)它們。在C語(yǔ)言程序中調(diào)用匯編程序的方法是：在匯編程序中需要使用EXPORT偽操作來(lái)聲明，使得本程序可以被其它程序調(diào)用。同時(shí)，在C程序調(diào)用該匯編程序之前需要在C語(yǔ)言程序中使用extern關(guān)鍵詞來(lái)聲明該匯編程序。而在匯編程序中調(diào)用C語(yǔ)言程序的方法是：在C程序中不需要使用任何關(guān)鍵字來(lái)聲明將被匯編語(yǔ)言調(diào)用的C程序，但是在匯編程序調(diào)用該C程序之前需要在匯編語(yǔ)言程序中使用IMPORT偽操作來(lái)聲明該C程序。在匯編程序中通過(guò)BL指令來(lái)調(diào)用子程序。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-735171.html

到了這里，關(guān)于嵌入式ARM設(shè)計(jì)編程(四) ARM啟動(dòng)過(guò)程控制的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！