嵌入式系统概论--课堂练习

一 指令运算一 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 ADDS R5 R3 R1 ADCS R6 R4 R2 2 求 R4R3 1 差放在 R6R5 中 SUBS R5 R3 1 SBC R6 R4 0 3 求 R4R3 1 和放在 R6R5 中 ADDS R5 R3 1 ADC R6 R4 0 4 求 R4R3 R2R1 差放在 R6R5 中 SUBS R5 R3 R1 SBC R6 R4 R2 2 写出以下 ARM 指令 1 将 R0 0 x12 地址处的数据读出 保存到 R1 中 LDR R1 R0 0 x12 2 将 R1 中数据保存到 R0 0 x12 地址处 STR R1 R0 0 x12 3 将 R0 0 x12 地址处的数据读出 保存到 R1 中 LDR R1 R0 0 x12 4 将 R1 中的数据保存到 R0 0 x12 地址处 R1 R0 0 x12 5 将 R0 R2 地址处的数据读出 保存到 R1 中 LDR R1 R0 R2 6 将 R1 中数据保存到 R0 R2 地址处 STR R1 R0 R2 7 将 R0 R2 地址处的数据读出 保存到 R1 中 LDR R1 R0 R2 8 将 R1 中的数据保存到 R0 R2 地址处 STR R1 R0 R2 3 写一条 ARM 指令 完成操作 r1 r2 3 ADD R1 R2 R2 LSL 1 4 初始值 R1 23H R2 0FH 执行指令 BIC R0 R1 R2 LSL 1 后 寄存器 R0 R1 的值分别是多少 R0 21H R1 23H 二 指令操作二 指令操作 1 ARM7TDMI S 有几种寻址方式 LDR R1 R0 0 x08 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 LDR R1 R0 0 x08 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 0 x3FC 0 xFF 2 0 0 xF0000000 0 xF0 24 200 0 xC8 0 xF0000001 0 x1F 28 4 CMP 指令的操作是什么 写一个程序 判断 R1 的值是否大于 0 x30 是则将 R1 减去 0 x30 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 CMP R1 0 x30 SUBHI R1 R1 0 x30 5 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 MOV PC LR 6 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 ANDS R0 R0 0 x0F 8 将 R0 的 1 3 5 位置 1 ORR R0 R0 0 x2A 9 将 R0 的 1 3 5 位置 0 BIC R0 R0 0 x2A 三 解释应用三 解释应用 1 说明指令 STMIA r12 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 ARM7 TDMI 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 LDMIA R0 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 0 x4000 和 0 x5000 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 i 8 i a i b 7 i 2 用 ARM 编程实现如下功能 for i 0 i 10 i x r0 x r2 i ARM 程序如下 MOVR0 0 MOVR2 0 FOR LP CMPR2 10 BHSFOR END ADDR0 R0 1 ADDR2 R2 1 BFOR LP FOR END NOP 3 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 AREA total CODE READONLY ENTRY start MOV r4 0 ADR r0 myarray 在此补充代码 loop LDR r1 r0 4 ADDr4 r4 r1 CMPr1 0 BNEloop stop B stop myarray DCD 0 x11 DCD0 x22 DCD 0 x0 END 4 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 AREA Examplel CODE READONLY 声明代码段 Examplel ENTRY 标识程序入口 CODE32 声明 32 位 ARM 指令 START MOV R0 0 设置参数 MOV R1 10 LOOP BL ADD SUB 调用子程序 ADD SUB B LOOP 跳转到 LOOP ADD SUB ADDS R2 R0 R1 SUBS R3 R0 R1 MOV R0 R0 LSL 1 ADDS R4 R0 R1 MOV PC 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 MAIN ROUTINE XEQU9 nEQU8 AREAMyPro CODE READONLY ENTRY CODE32 START LDRSP 0 x40003F00 LDRR0 X LDRR1 n BLPOW HALTBHALT POW SUBROUTINE INPUT R0 R1 OUTPUTR0 POW STMFD SP R1 R12 LR MOVS R2 R1 MOVEQ R0 1 BEQ POW END MOVR1 R0 SUBR2 R2 1 POW CONTI BLDO MUL SUBSR2 R2 1 BNEPOW CONTI POW END LDMFD SP R1 R12 LR DO MUL SUBROUTINE IN