ARM汇编指令实验

1、ARM 汇编指令实验一1. 实验目的1. 初步学会使用 Vision IDE for ARM 开发环境及ARM 软件模拟器；2. 通过实验掌握简单 ARM 汇编指令的使用方法。2. 实验设备1. 硬件：PC 机一台；2. 软件：Vision IDE for ARM 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。3. 实验内容1. 熟悉开发环境的使用并使用 ldr/str，mov 等指令访问寄存器或存储单元；2. 使用 add/sub/lsl/lsr/and/orr 等指令，完成基本算术/逻辑运算。4. 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(P

2、C)。这些寄存器都是32 位的；6 个状态寄存器。这些寄存器也是32 位的，但是只是使用了其中的12 位。1. ARM 通用寄存器通用寄存器（R0-R15）可分为三类：1) 不分组寄存器 R0R7不分组寄存器R0R7 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 R8R14分组寄存器R8R14 对应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R8R12 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R8R12

3、 没有任何指定的特殊用途，只是在作快速中断处理时使用。寄存器R13，R14 各对应6 个分组的物理寄存器，1 个用于用户模式和系统模式，其它5 个分别用于5 种异常模式。寄存器R13 通常用做堆栈指针，称为SP；寄存器R14 用作子程序链接寄存器，也称为LR。3) 程序计数器 PC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，R0R15 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。字节零到字节三放置第一个字（WORD），字节四到字节七存储第二个字，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。

4、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则存放在高地址中。2) 小端格式在这种格式中，字数据的高位字节存储在高地址中，而字数据的低位字节则存放在低地址中。3. REALVIEW 基础知识1) ENTRY设置程序默认入口点，一个程序可有多个ENTRY，但一个源文件最多只有一个ENTRY。2) EQUEQU 伪操用于将数字常量、基于寄存器的值和程序中的标号定义为一个字符名称。语法格式：symbol EQU expression其中，expression 可以是一个寄存器的名字，也可是由程序标号、常量或者32 位的地址常量组成的表达式。symbol 是EQU 伪

5、操作所定义的字符名称。示例：COUNT EQU 0X1FFF3) EXTERN/IMPORTIMPORT（EXTERN 功能完全相同）用于声明在其他模块中定义但需要在本文件中使用的符号。EXTRN 声明的变量必须是在其他模块中用EXPORT 或GLOBAL 声明过的。语法格式：IMPORT class (symbol, symbol .)其中，class 为变量的类型，可以为ARM、CODE16、CODE32、DATA、CONST、THUMB；symbol为所声明的变量名。4) EXPORT/GLOBALEXPORT（GLOBAL 功能完全相同）用于声明在本文件中定义但能在其他模块中使用的变量

6、，相当于定义了一个全局变量。语法格式：EXPORT symbol, symbol.其中，symbol 为所声明的变量名。5) AREAAREA 用于定义一个代码段或数据段，ARM 汇编程序设计采用分段式设计，一个ARM 源程序至少有一个代码段，大的程序会有若干个代码段和数据段。语法格式：AREA segment-name, class-name, attributes ,.其中，segment-name 为所定义段的名称；class-name 为所定义段的类型名称，可以为系统类型（CODE, CONST, DATA, ERAM）或用户定义类型；attributes 为段的属性。6) ENDEN

7、D 用于标记汇编文件的结束行，即标号后的代码不作处理。5. 实验步骤1. 新建工程首先在KeilARMExamplesMini2410-IV4.1_asm1 目录下建立文件夹命名为Asm1_a，运行Vision3 IDE 集成开发环境，选择菜单项“Project -> New-> Vision Project”，系统弹出一个对话框，输入相关内容。点击“保存”按钮，将创建一个新工程asm_1a.Uv2。2. 为工程选择 CPU新建工程后，要为工程选择CPU，在此选择SAMSUNG 的S3C2410A：3. 添加启动代码在图4-1-5 中点“确定”后，会弹出一个对话框，问是否要添加启动

8、代码。如图 4-1-5 所示。由于本实验是简单的汇编实验，因此不需要启动代码，选择否。4. 选择开发工具要为工程选择开发工具，在Project - Manage - Components,Environment and Books -Folder/Extensions 对话框的Folder/Extensions 页内选择开发工具，有三个开发工具可选，在此选择RealView Compiler。5. 建立源文件点击菜单项File - New，系统弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗，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asm1_a.s。(源代码可以参考D

9、ISK3_S3C241003-Codes01-MDKMini2410-IV4.1_asm1 中的asm1_a.s 文件)6. 添加源文件单击工程管理窗口中的相应右键菜单命令，选择Add Files to，会弹出文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件asm1_a.s。7. 工程配置把光盘DISK3_S3C241003-Codes01-MDKMini2410-IV4.1_asm1Asm1_a 目录中的DebugINRam.ini 文件拷贝到KeilARMExamplesMini2410-IV4.1_asm1Asm1_a 目录下。选择菜单项Project->Option for Ta

10、rget，将弹出工程设置对话框，对话框会因所选开发工具的不同而不同，在此仅对Target 选项页、Linker 选项页及Debug 选项页进行配置。Target 选项页的配置如图4-1-8；Linker 选项页的配置如图4-1-9；Debug 选项页的配置如图4-1-10。需要注意，在Debug 选项页内需要一个初始化文件：DebugINRam.ini。此.INI 文件用于设置生成的.AXF 文件下载到目标中的位置，以及调试前的寄存器、内存的初始化等配置操作。它是由调试函数及调试命令组成调试命令脚本文件。8. 生成目标代码选择菜单项Project - Build target 或快捷键F7，生

11、成目标代码。在此过程中，若有错误，则进行修改，直至无错误。若无错误，则可进行下一步的调试。9. 调试选择菜单项Debug - Start/Stop Debug Session 或快捷键 Ctrl+F5，即可进入调试模式。若没有目标硬件，可以用Vision 3 IDE 中的软件仿真器，做如下调试工作：1) 打开 memory 窗口，单步执行，观察地址0x30200000 中内容的变化；2) 单步执行，观察寄存器的变化；3) 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；4) 理解和掌握实验后，完成实验练习题。实验B 与上述步骤完全相同，只要把对应的asm1_a.s

12、文件改成asm1_b.s 以及工程名即可。6. 实验参考程序1. 实验 A汇编程序：;*; NAME: asm1_a.s; Author: TYW /WUHAN R&D Center,Embest; Desc: ARM instruction examples; History: 2007.5.1;*;/*- */;/* constant define */;/*- -*/x EQU 45 ; x=45y EQU 64 ; y=64/stack_top EQU 0x30200000 ; define the top address for stacksexport Reset_Hand

13、ler;/*- -*/;/* code */;/*-*/AREA text,CODE,READONLYexportReset_Handler ; code start */ldr sp, =stack_topmov r0, #x ; put x value into R0str r0, sp ; save the value of R0 into stacksmov r0, #y ; put y value into R0ldr r1, sp ; read the data from stack,and put it into R1add r0, r0, r1 ; R0=R0+R1str r0

14、, spstopb stop ; end the code cyclingend注意：语句 export Reset_Handler 前面必须有空格，具体原因请参考ARM 指令格式文档。调试命令脚本文件：/* <<< Use Configuration !disalbe! Wizard in Context Menu >>> */* Name: DebugINRam.ini */FUNC void Setup (void)/ <o> Program Entry Point, .AXF File download AddressPC = 0x300

15、00000;map 0x00000000,0x00200000 read write exec / Map this memory to be read、write and execmap 0x30000000,0x34000000 read write exec / Map this memeory to be read,write and execSetup(); / Setup for Running/g， main2. 实验B汇编程序;#*;# NAME: asm1_b.s;# Author: WUHAN R&D Center, Embest;# Desc: ARM instr

16、uction examples;# History: TianYunFang 2007.05.12;#*;/*- */;/* constant define */;/*- */x EQU 45 ;/* x=45 */y EQU 64 ;/* y=64 */z EQU 87 ;/* z=87 */stack_top EQU 0x30200000 ;/* define the top address for stacks*/export Reset_Handler;/*- */;/* code */;/*- */AREA text,CODE,READONLYReset_Handler ;/* co

17、de start */mov r0, #x ;/* put x value into R0 */mov r0, r0, lsl #8 ;/* R0 = R0 << 8 */mov r1, #y ;/* put y value into R1 */add r2, r0, r1, lsr #1 ;/* R2 = (R1>>1) + R0 */ldr sp, =stack_topstr r2, spmov r0, #z ;/* put z value into R0 */and r0, r0, #0xFF ;/* get low 8 bit from R0 */mov r1, #y ;/* put y value into R1 */add r2, r0, r1, lsr #1 ;/* R2 = (R1>>1) + R0 */ldr r0, sp ;/* put y value into R1 */mov r1, #0x01orr r0, r0, r