当前位置: 首页 > news >正文

嵌入式ARM设计编程(四) ARM启动过程控制

文章和代码已归档至【Github仓库:hardware-tutorial】,需要的朋友们自取。或者公众号【AIShareLab】回复 嵌入式 也可获取。

一、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 窗口分析判断结果。

二、实验环境

硬件:PC机。

软件:ADS1.2 集成开发环境

三、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。

四、实验要求

(1) 在ADS下创建一个工程armasmc,编写3个文件,如下图所示:

其中一个初始化汇编语言文件Init.s,该文件中主要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。

C语言程序保存为armasmc.c。 C语言中调用汇编语言文件delay.s中的毫秒延时程序delayxms,C语言将延时的毫秒数通过参数传递到汇编语言,汇编语言完成延时,然后返回C语言函数。

通过AXD运用单步执行方式调试程序。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。

五、实验情况:

1、实验源代码(含注释):

Init.s代码:

;************************ entry.s ****************************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   ;定义CODE片段Init 只读 entry     ;设置程序入口伪指令code32   ;以下为32位的ARM程序
; *********** Setup interrupt/exception vector *******************
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_Handlernop   ;Reserved vector
IRQ_Handler        b IRQ_Handler
FIQ_Handler        b FIQ_HandlerReset_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  10000bl Mainhalt  b haltinitstack    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  10010ldr sp,stackirq  ;设置快速中断模式堆栈msr cpsr_c,#0xd1    ;110  10001ldr sp,stackfiq;设置中止模式堆栈      msr cpsr_c,#0xd7    ;110  10111ldr sp,stackabt;设置未定义模式堆栈   msr cpsr_c,#0xdb    ;110  11011ldr sp,stackund;设置系统模式堆栈    msr cpsr_c,#0xdf    ;110  11111ldr sp,stackusrmov 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+128area 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 128end

delay.s代码:

;************************* delay.s *****************************EXPORT delayxms ;EXPORT伪指令用于在程序中声明一个全局的标号,该标号可在其他的文件中引用area delay,code,readonly  ;定义code片段delay只读code32  ;以下为32位的ARM程序;下面是延时若干ms的子程序      
delayxmsstmfd sp!,{r11} ; 寄存器入栈sub r0,r0,#1 ;r0=r0-1ldr r11,=1000 ;加载至r11中
loop2sub r11,r11,#1 ;每次将r11自减一cmp r11,#0x0 ;将r11与0比较bne loop2  ;比较的结果不为0,则继续调用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delayxmsldmfd sp!,{r11};mov pc,lr;返回end

armasmc.c代码:

//*************************armasmc.c******************************
#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); // 调用delayxms汇编程序i--;if(i==0)i=100;}return 0;
}

2、实验过程(含结果截图及相应文字解释):

1.如何建立异常矢量入口表?

答:建立异常矢量入口表需要设置中断类型号,并且要设置中断服务子程序段地址,以根据异常矢量表进入不同模式的中断程序。在实验程序中也有定义:

2.如何在汇编语言中切换至C语言的main函数?

答:由上代码可知,为保证程序调用时参数的正确传递,汇编程序设计要遵守ATPCS(ARM-Thumb Produce Call Standard),它是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则,目的是为了使单独编译的C语言程序和汇编程序之间能够相互调用。这些基本规则包括子程序调用过程中寄存器的使用规则、数据栈的使用规则和参数的传递规则。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。同时,汇编程序可以通过地址间接访问在C语言程序中声明的全局变量。通过使用IMPORT关键词引入全局变量,并利用LDR和STR指令根据全局变量的地址可以访问它们。

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,R11中含有循环次数的重要参量,因此要保护R11避免在程序运行与调用过程中受到影响而导致程序异常。

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。

修改程序如下:

答:由上可知R4对应局部变量寄存器1,即变量i,因此在子程序delay.s中,R4的值减为0,若不进行保护,则返回C程序后自减-1,导致变量i的值变为-1,此时将无法满足0的条件,也就无法执行if,导致i会一直递减下去,最终无法停止。

六、总结

本次有关汇编与C语言相互调用的部分,建立异常矢量入口表的方法,即需要设置中断类型号,并且要设置中断服务子程序段地址,以根据异常矢量表进入不同模式的中断程序。此外,还有ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则ATPCS(ARM-Thumb Produce Call Standard),目的是为了使单独编译的C语言程序和汇编程序之间能够相互调用。这些基本规则包括子程序调用过程中寄存器的使用规则、数据栈的使用规则和参数的传递规则,为调用提供了相关的规范。其中汇编程序访问全局C变量的方法是:汇编程序可以通过地址间接访问在C语言程序中声明的全局变量。通过使用IMPORT关键词引入全局变量,并利用LDR和STR指令根据全局变量的地址可以访问它们。在C语言程序中调用汇编程序的方法是:在汇编程序中需要使用EXPORT伪操作来声明,使得本程序可以被其它程序调用。同时,在C程序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。而在汇编程序中调用C语言程序的方法是:在C程序中不需要使用任何关键字来声明将被汇编语言调用的C程序,但是在汇编程序调用该C程序之前需要在汇编语言程序中使用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。

相关文章:

嵌入式ARM设计编程(四) ARM启动过程控制

文章和代码已归档至【Github仓库&#xff1a;hardware-tutorial】&#xff0c;需要的朋友们自取。或者公众号【AIShareLab】回复 嵌入式 也可获取。 一、实验目的 &#xff08;1&#xff09; 掌握建立基本完整的ARM 工程&#xff0c;包含启动代码&#xff0c;C语言程序等&…...

企业维基都说好,今天我们来看看 wiki 软件的缺点有哪些?

企业维基企业wiki和内部知识库可能看起来是一回事——但它们实际上是非常不同的软件类型。也许您可能不知道你在寻找的是知识基础软件&#xff0c;还是wiki软件。 无论哪种方式&#xff0c;缺乏知识都是生产力的巨大瓶颈。事实上&#xff0c;未能分享知识是财富500强企业每年亏…...

08- 汽车产品聚类分析综合项目 (机器学习聚类算法) (项目八)

找出性价比较高的车 LabelEncoder: python:sklearn标签编码(LabelEncoder) sklearn.preprocessing.LabelEncoder的使用&#xff1a;在训练模型之前&#xff0c;通常都要对数据进行一定得处理。将类别编号是一种常用的处理方法&#xff0c;比如把类别“电脑”&#xff0c;“手机…...

揭开苹果供应链,如何将其命运与中国深度捆绑

前 言 诺基亚在2007年时拥有9亿用户&#xff0c;在手机市场上占据主导地位&#xff0c;福布斯在当时以“谁能赶上手机之王&#xff1f;”为标题刊登了一篇关于该公司的报道&#xff0c;与此同时&#xff0c;苹果公司推出了iPhone系列产品。16年后&#xff0c;苹果公司以充足的…...

Mybatis 之useGeneratedKeys注意点

一.例子 Order.javapublic class Order {private Long id;private String serial; }orderMapper.xml<?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org/DTD Mapper 3.0" "http://mybatis.org/dtd…...

数据结构---时间复杂度

专栏&#xff1a;数据结构 个人主页&#xff1a;HaiFan. 专栏简介&#xff1a;开学数据结构&#xff0c;接下来会慢慢坑新数据结构的内容&#xff01;&#xff01;&#xff01;&#xff01; 时间复杂度前言1.算法效率1.1如何衡量一个算法的好坏1.2算法的复杂度2.时间复杂度2.1大…...

如何保证集合是线程安全的 ConcurrentHashMap如何实现高效地线程安全?

第10讲 | 如何保证集合是线程安全的? ConcurrentHashMap如何实现高效地线程安全&#xff1f; 我在之前两讲介绍了 Java 集合框架的典型容器类&#xff0c;它们绝大部分都不是线程安全的&#xff0c;仅有的线程安全实现&#xff0c;比如 Vector、Stack&#xff0c;在性能方面也…...

C++对象模型和this指针

成员变量和成员函数分开存储&#xff1a;基本概念&#xff1a;在C中&#xff0c;类内的成员变量和成员函数分开存储只有非静态成员变量才属于类的对象上每个空对象都会有一个独一无二的内存地址&#xff0c;所以&#xff0c;空对象占用内存空间的大小为1代码实现&#xff1a;#i…...

kubernetes教程 --Pod调度

Pod调度 在默认情况下&#xff0c;一个Pod在哪个Node节点上运行&#xff0c;是由Scheduler组件采用相应的算法计算出来的&#xff0c;这个过程是不受人工控制的。但是在实际使用中&#xff0c;这并不满足的需求&#xff0c;因为很多情况下&#xff0c;我们想控制某些Pod到达某…...

功率放大器科普知识(晶体管功率放大器的注意事项)

虽然功率放大器是电子实验室的常用仪器&#xff0c;但是很多人对于它却没有清晰的认识&#xff0c;下面就让安泰电子来为大家介绍功率放大器的科普内容以及使用注意事项&#xff0c;希望大家可以对功率放大器有清晰的认识。功率放大器可以把输入信号的功率放大&#xff0c;以满…...

CentOS 7转化系统为阿里龙蜥Anolis OS 7

转载&#xff1a;原社区CentOS 7迁移Anolis OS 7迁移手册 一、注意事项 Anolis OS 7生态上和依赖管理上保持跟CentOS7.x兼容&#xff0c;一键式迁移脚本centos2anolis.py&#xff0c;实现CentOS7.x到Anolis OS 7的平滑迁移。 使用迁移脚本前需要注意如下事项&#xff1a; 迁…...

【快速复习】一文看懂 Mysql 核心存储 隔离级别 锁 MVCC 机制

一文看懂 Mysql 核心存储 & 隔离级别 & 锁 & MVCC 机制 Mysql InnoDB 引擎下核心存储 数据&索引存储 IBD 文件 mysql 实际存储采用 B 树结构。 B 树是一种多路搜索树&#xff0c;其搜索性能高于 B 树 所有叶节点在同一深度&#xff0c;保证搜索效率仅叶节…...

面试题----集合

概述 从上图可以看出&#xff0c;在Java 中除了以 Map 结尾的类之外&#xff0c; 其他类都实现了 Collection 接⼝。 并且&#xff0c;以 Map 结尾的类都实现了 Map 接⼝List,Set,Map List (对付顺序的好帮⼿)&#xff1a; 存储的元素是有序的、可重复的。 Set (注重独⼀⽆⼆…...

XSS注入基础入门篇

XSS注入基础入门篇1.XSS基础概念2. XSS的分类以及示例2.1 反射型XSS2.1.1 示例1&#xff1a;dvwa low 级别的反射型XSS2.1.2 攻击流程2.2 DOM型XSS2.2.1 示例2&#xff1a;DOM型XSS注入1.环境部署2.基础版本3.进阶绕过2.3 存储型XSS2.3.1 示例1&#xff1a;dvwa low示例2.3.2 攻…...

刷题 - 数据结构(二)链表

1. 链表 1.1 题目&#xff1a;合并两个有序链表 链表的建立与插入&#xff1a;关键在于留出头部&#xff0c;创建迭代指针。 ListNode* head new ListNode; // 通过new 创建了一个数据类型为ListNode的数据 并把该数据的地址赋值给ListNodeListNode* p 0; // 再创建一个数据…...

用于隔离PWM的光耦合器选择和使用

光耦合器&#xff08;或光隔离器&#xff09;是一种将电路电隔离的器件&#xff0c;不仅在隔离方面非常出色&#xff0c;而且允许您连接到具有不同接地层或在不同电压电平下工作的电路。光耦合器具有“故障安全”功能&#xff0c;因为如果受到高于最大额定值的电压&#xff0c;…...

面试完阿里,字节,腾讯的测试岗,复盘以及面试总结

前段时间由于某些原因辞职了&#xff0c;最近一直在面试。面试这段时间&#xff0c;经历过不同业务类型的公司&#xff08;电商、酒店出行、金融、新能源、银行&#xff09;&#xff0c;也遇到了很多不同类型的面试官。 参加完三家大厂的面试聊聊我对面试的一些看法&#xff0…...

分享一个外贸客户案例

春节期间一个外贸人收到了客户的回复&#xff0c;但因为自己的处理方式造成了一个又一个问题&#xff0c;我们可以从中学到一些技巧和知识。“上次意大利的客人询价后&#xff0c;一直没回复&#xff08;中间有打过电话&#xff0c;对方说口语不行&#xff0c;我写过邮件跟进过…...

【Kubernetes】第二篇 - 购买阿里云 ECS 实例

一&#xff0c;前言 上一篇&#xff0c;简单介绍了 CI/CD 的概念以及 ECS 服务规划&#xff0c;搭建整套服务需要三台服务器&#xff0c;配置如下&#xff1a; ECS 配置启动服务说明2核4GJenkins Nexus Dockerci-server2核4GDocker Kubernetesk8s-master1核1GDocker Kube…...

数影周报:据传国内45亿条快递数据泄露,聆心智能完成Pre-A轮融资

本周看点&#xff1a;据传国内45亿条快递数据泄露&#xff1b;消息称微软解雇150 名云服务销售&#xff1b;消息称TikTok计划在欧洲再开两个数据中心&#xff1b;衣服长时间放购物车被淘宝客服嘲讽&#xff1b;聆心智能完成Pre-A轮融资......数据安全那些事据传国内45亿条快递数…...

【Python】 -- 趣味代码 - 小恐龙游戏

文章目录 文章目录 00 小恐龙游戏程序设计框架代码结构和功能游戏流程总结01 小恐龙游戏程序设计02 百度网盘地址00 小恐龙游戏程序设计框架 这段代码是一个基于 Pygame 的简易跑酷游戏的完整实现,玩家控制一个角色(龙)躲避障碍物(仙人掌和乌鸦)。以下是代码的详细介绍:…...

【杂谈】-递归进化:人工智能的自我改进与监管挑战

递归进化&#xff1a;人工智能的自我改进与监管挑战 文章目录 递归进化&#xff1a;人工智能的自我改进与监管挑战1、自我改进型人工智能的崛起2、人工智能如何挑战人类监管&#xff1f;3、确保人工智能受控的策略4、人类在人工智能发展中的角色5、平衡自主性与控制力6、总结与…...

Appium+python自动化(十六)- ADB命令

简介 Android 调试桥(adb)是多种用途的工具&#xff0c;该工具可以帮助你你管理设备或模拟器 的状态。 adb ( Android Debug Bridge)是一个通用命令行工具&#xff0c;其允许您与模拟器实例或连接的 Android 设备进行通信。它可为各种设备操作提供便利&#xff0c;如安装和调试…...

Python:操作 Excel 折叠

💖亲爱的技术爱好者们,热烈欢迎来到 Kant2048 的博客!我是 Thomas Kant,很开心能在CSDN上与你们相遇~💖 本博客的精华专栏: 【自动化测试】 【测试经验】 【人工智能】 【Python】 Python 操作 Excel 系列 读取单元格数据按行写入设置行高和列宽自动调整行高和列宽水平…...

Linux-07 ubuntu 的 chrome 启动不了

文章目录 问题原因解决步骤一、卸载旧版chrome二、重新安装chorme三、启动不了&#xff0c;报错如下四、启动不了&#xff0c;解决如下 总结 问题原因 在应用中可以看到chrome&#xff0c;但是打不开(说明&#xff1a;原来的ubuntu系统出问题了&#xff0c;这个是备用的硬盘&a…...

Rust 异步编程

Rust 异步编程 引言 Rust 是一种系统编程语言,以其高性能、安全性以及零成本抽象而著称。在多核处理器成为主流的今天,异步编程成为了一种提高应用性能、优化资源利用的有效手段。本文将深入探讨 Rust 异步编程的核心概念、常用库以及最佳实践。 异步编程基础 什么是异步…...

Map相关知识

数据结构 二叉树 二叉树&#xff0c;顾名思义&#xff0c;每个节点最多有两个“叉”&#xff0c;也就是两个子节点&#xff0c;分别是左子 节点和右子节点。不过&#xff0c;二叉树并不要求每个节点都有两个子节点&#xff0c;有的节点只 有左子节点&#xff0c;有的节点只有…...

分布式增量爬虫实现方案

之前我们在讨论的是分布式爬虫如何实现增量爬取。增量爬虫的目标是只爬取新产生或发生变化的页面&#xff0c;避免重复抓取&#xff0c;以节省资源和时间。 在分布式环境下&#xff0c;增量爬虫的实现需要考虑多个爬虫节点之间的协调和去重。 另一种思路&#xff1a;将增量判…...

短视频矩阵系统文案创作功能开发实践,定制化开发

在短视频行业迅猛发展的当下&#xff0c;企业和个人创作者为了扩大影响力、提升传播效果&#xff0c;纷纷采用短视频矩阵运营策略&#xff0c;同时管理多个平台、多个账号的内容发布。然而&#xff0c;频繁的文案创作需求让运营者疲于应对&#xff0c;如何高效产出高质量文案成…...

JavaScript 数据类型详解

JavaScript 数据类型详解 JavaScript 数据类型分为 原始类型&#xff08;Primitive&#xff09; 和 对象类型&#xff08;Object&#xff09; 两大类&#xff0c;共 8 种&#xff08;ES11&#xff09;&#xff1a; 一、原始类型&#xff08;7种&#xff09; 1. undefined 定…...