嵌入式系统概论--课堂练习

一、指令运算1、利用若干指令，完成以下计算1）、求R4R3＋R2R1，和放在R6R5中ADDSR5，R3，R1ADCSR6，R4，R22）、求R4R3－1，差放在R6R5中SUBSR5，R3，#1SBCR6，R4，#03）、求R4R3＋1，和放在R6R5中ADDSR5，R3，#1ADCR6，R4，#04）、求R4R3－R2R1，差放在R6R5中SUBSR5，R3，R1SBCR6，R4，R22、写出以下ARM指令1）．将R0+0x12地址处的数据读出，保存到R1中LDRR1，[R0，#0x12]2）．将R1中数据保存到R0+0x12地址处STRR1，[R0，#0x12]3）．将R0－0x12地址处的数据读出，保存到R1中LDRR1，[R0，－#0x12]4）．将R1中的数据保存到R0－0x12地址处R1，[R0，－#0x12]5）．将R0+R2地址处的数据读出，保存到R1中LDRR1，[R0，R2]6）．将R1中数据保存到R0+R2地址处STRR1，[R0，R2]7）．将R0－R2地址处的数据读出，保存到R1中LDRR1，[R0，－R2]8）．将R1中的数据保存到R0－R2地址处STRR1，[R0，－R2]3、写一条ARM指令，完成操作r1=r2*3ADDR1,R2,R2,LSL#14、初始值R1=23H，R2=0FH执行指令BICR0，R1，R2，LSL#1后，寄存器R0，R1的值分别是多少？R0=21H，R1=23H二、指令操作1．ARM7TDMI(-S)有几种寻址方式？LDRR1，[R0，#0x08]属于哪种寻址方式？1.寄存器寻址2.立即寻址；3.寄存器移位寻址；4.寄存器间接寻址；5.基址加偏址寻址；6.多寄存器寻址；7.堆栈寻址；8.块复制寻址；9.相对寻址；LDRR1，[R0，#0x08]属于基址加偏址寻址。2．ARM指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？16条，默认条件码是AL。3．ARM指令中第二个操作数有哪几种形式？举例5个8位图立即数。(1)立即数；(2)寄存器；(3)寄存器及移位常数；0x3FC（0xFF2）、0、0xF0000000(0xF024)、200(0xC8)、0xF0000001(0x1F28)4．CMP指令的操作是什么？写一个程序，判断R1的值是否大于0x30，是则将R1减去0x30。CMP指令将寄存器Rn的值减去operand2的值，根据操作的结果更新CPSR中的相应条件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。CMPR1,#0x30SUBHIR1,R1,#0x305．调用子程序是用B还是用BL指令？请写出返回子程序的指令？BL指令用于子程序调用。MOVPC，LR6．请指出LDR伪指令的用法。指令格式与LDR加载指令的区别是什么？LDR伪指令用于加载32位的立即数或一个地址值到指定寄存器。第二个数为地址表达式。7．将R0最后4位数据保留，并影响标志位ANDSR0，R0，#0x0F8．将R0的1，3，5位置1ORRR0，R0，#0x2A9．将R0的1，3，5位置0BICR0，R0，#0x2A三、解释应用1、说明指令STMIAr12!,{r0-r11}的操作功能。答：将R0至R11共12个寄存器中的32位数据，存储到R12地址指针为起始地址的内存中，地址的操作方式是先操作、后增加，并更新地址。2、简单说明ARM7TDMI的含义。64位乘法指令（带M后缀的）、支持片上调试（带D后缀的）、高密度16位的Thumb指令机扩展（带T后缀的）EmbededICE观察点硬件（带I后缀的）3、什么是小端和大端存储器组织？答：1)小端存储器组织是较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。2)大端存储器组织是较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。4、分别列举ARM的处理器模式和状态状态：ARM状态32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令Thumb状态16位，这种状态下执行半字方式的Thumb指令Thumb-2状态可以以执行16位或32位混合的Thumb-2指令Thumb-2EE状态V7以后新定义的可实时编译的指令集执行环境模式：用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。5、简单叙述CPSR寄存器和SPSR寄存器的作用，以及CPSR各状态位的作用是什么。答：1）CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息。所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器CPSR。2）在每种异常模式下都有一个对应的物理寄存器——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，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。6、请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。1）、MOV将8位图(pattern)立即数或寄存器(operand2)传送到目标寄存器(Rd)，可用于移位运算等操作。2）、LDR读取指定地址上的存储器单元内容，执行条件AL.7、、采用多寄存器寻址方式，可以用一条指令完成传送最多16个通用寄存器的值。请解释以下指令的含义：LDMIAR0,{R1,R2,R3,R4};该指令的后缀IA表示在每次执行完加载/存储操作后，R0按字长度增加，因此，指令可将R0所指的连续存储单元的值传送到R1～R4。指令执行过程如下：R1←[R0]R2←[R0＋4]R3←[R0＋8]R4←[R0＋12]四、程序设计题1．把下面的C代码转换成汇编代码。数组a和b分别存放在以0x4000和0x5000为起始地址的存储区内，类型为long(即32位)。把编写的汇编语言进行编译连接，并进行调试。for(i=0;i8;i++){a[i]=b[7-i];}2、、用ARM编程实现如下功能：;for(i=0;i10;i++);{;x++;;};r0=x,r2=iARM程序如下：MOVR0,#0MOVR2,#0FOR_LPCMPR2,#10BHSFOR_ENDADDR0,R0,#1ADDR2,R2,#1BFOR_LPFOR_ENDNOP3、写一段ARM汇编程序：循环累加队列myarray中的所有元素，直到碰上零值元素，结果放在r4中。程序框架如下，补充代码完成上述功能。AREAtotal,CODE,READONLYENTRYstartMOVr4,#0ADRr0,myarray；在此补充代码loopLDRr1,[r0],#4ADDr4,r4,r1CMPr1,#0BNEloopstopBstopmyarrayDCD0x11DCD0x22……DCD0x0END4、、编写程序将R0和R1的内容相加的结果放入R2，将R0和R1的内容相减的结果放入R3，将R0*2和R1的内容相加的结果放入R4。AREAExamplel,CODE,READONLY；声明代码段ExamplelENTRY；标识程序入口CODE32；声明32位ARM指令STARTMOVR0，#0；设置参数MOVR1，#10LOOPBLADD_SUB；调用子程序ADD_SUBBLOOP；跳转到LOOPADD_SUBADDSR2，R0，R1SUBSR3，R0，R1MOVR0，R0，LSL#1ADDSR4，R0，R1MOVPC，LR；子程序返回END；文件结束5、用STMFD/LDMFD,MUL指令编写一个整数乘方的子程序，然后使用BL指令调用子程序计算Xn的值。原理：Xn＝X*X*………*X，其中相乘的X个数为n个，先将X的值装入R0和R1中，使用R2作计数器，循环次数n-1次R0＝R0*R1,运算结果保存在R0中：编程如下：;MAINROUTINEXEQU9nEQU8AREAMyPro,CODE,READONLYENTRYCODE32STARTLDRSP,=0x40003F00LDRR0,=XLDRR1,=nBLPOWHALTBHALT;POWSUBROUTINE;INPUTR0,R1;OUTPUTR0POWSTMFDSP!,{R1-R12,LR}MOVSR2,R1MOVEQR0,#1BEQPOW_ENDMOVR1,R0SUBR2,R2,#1POW_CONTIBLDO_MULSUBSR2,R2,#1BNEPOW_CONTIPOW_ENDLDMFDSP!,{R1-R12,LR};DO_MULSUBROUTINE;INPUTR0,R1;OUTPUTR0DO_MULMULR0,R1,R0MOVPC,LREND使能IRQ中断例程：ENABLE_IRQMRSR0,CPSRBICR0,R0,#0x80MSRCPSR_c,R0MOVPC,LR禁能IRQ中断例程：DISABLE_IRQMRSR0,CPSRORRR0,R0,#0x80MSRCPSR_c,R0MOVPC,LR