实验目的
(1)掌握建立基本完整的ARM 工程,包含启动代码,C语言程序等;
(2)了解ARM 启动过程,学会编写简单的C 语言程序和汇编程序启动代码并进行调试;
(3)掌握如何指定代码入口地址与入口点;
(4)掌握通过memory/register/watch/variable 窗口分析判断错误。
实验环境
硬件：PC 机
软件：ADS1.2 集成开发环境
实验内容
使用汇编语言编写初始化程序，并引导至C语言main函数，用汇编语言编写延时函数实现毫秒级的延时，在C语言中调用延时函数，实现1s钟定时。
实验要求
（1）按照2.3节介绍的方法，在ADS下创建一个工程armasmc,编写3个文件，通过AXD运用单步执行方式进行调试程序，观察程序执行过程中的寄存器及存储器的变化情况。
（2）实验过程中请记录并思考以下内容：
1）如何建立异常矢量入口表？
2）如何在汇编语言中切换至C语言的main函数？
3）如何在C语言中调用汇编语言函数，并完成参数传递？
4）汇编语言函数中用到的寄存器如何保护与恢复，为什么要保护参考程序中的R11？
5）将delay.s中的R11改成R4，并将两条R11的保护与恢复语句stmfd sp!，{r11}和 ldmfd sp!{r11}删掉，在C语言程序中的语句i—-处设置端点，观察运行过程中变量i的变化情况，并解释其中的原因。
实验代码：
Init.s完成异常矢量表的建立，模式堆栈初始化，并将程序引导至C语言的main函数
;***************************************************************
; NAME: entry.s
; Author: lihua
; History: 2014-4-10
;***************************************************************
IMPORT Main ;在汇编程序调用该c程序前要在汇编语言程序中使用IMPORT伪操作来声明该c程序
area Init,code,readonly
entry
code32
; *********** Setup interrupt/exception vectors *************************
start b Reset_Handler ;异常矢量表，根据异常矢量表进入不同模式的中断程序
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中断，为整个中断的实际入口点
bl initstack ;初始化各模式下的堆栈指针
;切换至用户模式堆
msr cpsr_c,#0xd0 ;110 10000
bl Main
halt b halt
initstack mov r0,lr ;r0<--lr,因为各种模式下r0是相同的而各个模式?
;设置管理模式堆栈
msr cpsr_c,#0xd3 ;110 10011
ldr sp,stacksvc
;设置中断模式堆栈
msr cpsr_c,#0xd2 ;110 10010
ldr sp,stackirq
;设置快速中断模式堆栈
msr cpsr_c,#0xd1 ;110 10001
ldr sp,stackfiq
;设置中止模式堆栈
msr cpsr_c,#0xd7 ;110 10111
ldr sp,stackabt
;设置未定义模式堆栈
msr cpsr_c,#0xdb ;110 11011
ldr sp,stackund
;设置系统模式堆栈
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 ;分配堆栈空间
usrstackspace space 128
svcstackspace space 128
irqstackspace space 128
fiqstackspace space 128
abtstackspace space 128
undstackspace space 128
end
C语言程序，调用汇编语言文件delay.s
/*******************************************************************
* File： armasmc.c
* Author: lihua 2014.4.10
* History:
********************************************************************/
#include <stdio.h>
int Main()
{
extern void delayxms(int xms); //在C程序调用汇编程序之前需要在C语言程序中使用extern关键词来声明该汇编程序
int i=100;
while(1)
{
delayxms(1000);
i--;
if(i==0)
i=100;
}
return 0;
}
汇编delay.s延时程序
;***************************************************************
; NAME: delay.s
; Author: lihua
; History: 2014-4-10
;***************************************************************
EXPORT delayxms
area delay,code,readonly
code32
;下面是延时若干ms的子程序
delayxms
stmfd sp!,{r11};
sub r0,r0,#1 ;r0=r0-1
ldr r11,=1000
loop2
sub r11,r11,#1
cmp r11,#0x0
bne loop2
cmp r0,#0x0 ;将r0与0比较
bne delayxms ;比较的结果不为0，则继续调用delayxms
ldmfd sp!,{r11};
mov pc,lr;返回
end
实验结果：
1）如何建立异常矢量入口表？
答：要设置中断类型号，设置中断服务子程序段地址
2）如何在汇编语言中切换至C语言的main函数？
答：为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序设计要遵守ATPCS。在C程序中不需要任何关键字来声明将被汇编语言调用的C程序，但需要在汇编语言程序之前使用IMPORT伪操作来声明该C程序。在汇编程序中通过BL指令来调用子程序。
3）如何在C语言中调用汇编语言函数，并完成参数传递？
答：为了保证程序调用时参数的正确传递，汇编程序设计要遵守ATPCS。在汇编程序中需要使用EXPORT伪操作来声明，同时，在C程序中调用该汇编程序之前需要在C语言程序中使用extern关键词来声明该汇编程序。
4）汇编语言函数中用到的寄存器如何保护与恢复，为什么要保护参考程序中的R11？
答：汇编语言函数中用到的寄存器通过压栈来保护，出栈来恢复。根据ATPCS规则，R11对应ARM 状态局部变量寄存器8，因为R11中可能含有其他重要的数据，所以要保护R11。
5）将delay.s中的R11改成R4，并将两条R11的保护与恢复语句stmfd sp!，{r11}和 ldmfd sp!{r11}删掉，在C语言程序中的语句i—-处设置端点，观察运行过程中变量i的变化情况，并解释其中的原因。
修改后的程序如图：
R4对应局部变量寄存器1，即i，所以在delay.s中，R4的值减为0，若不进行保护，则返回C程序后经i–，i值变为-1，永远不为0，无法执行if语句，导致i值一直递减下去。
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