uestc微机原理实验报告1

微机原理实验报告一1电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA微处理器系统结构及嵌入式系统设计实验报告实验题目：ARM汇编基础实验学生：学号：指导老师：微机原理实验报告一2一、实验室名称：科研楼B-239二、实验项目名称：ARM汇编基础实验三、实验原理：1、熟悉ARM汇编2、用ARM汇编实现1+2+...+N利用代码实现1到100求和，需要添加的代码流程图：3、ARM中的C和汇编混合编程：（1）、在汇编中使用C定义的全局变量在汇编和C之间进行一些数据的传递，最简便的办法就是使用全局变量。在汇编中调用C中定义的全局变量，需要在汇编中IMPORT对应的全局变量。IMPORT伪指令用于通知编译器要使用的标号或变量在其他的源文件中定义。例如：汇编文件asmfile.s想调用C文件cfile.c中定义的全局变量a，则在汇编文件asmfile.s前面要添加：IMPORTa（2）、在汇编中调用C的函数要在汇编中调用C文件中定义的函数，主要做两方面的工作：首先：需要在汇编中IMPORT对应的C函数名。微机原理实验报告一3其次：在调用该C函数之前还需要通过汇编语言传递该函数的参数。C和汇编之间的参数传递是通过ATPCS（ARMThumbProcedureCallStandard）的规定来进行的。简单的说就是如果函数有不多于四个参数，对应的用ARM寄存器R0-R3来进行传递，多于4个时借助栈。函数的返回值通过R0来返回。/*asmfile*/AREAasmfile，CODE，READONLYIMPORTcFunENTRYMOVR0，#22MOVR1，#11BLcFunMOVR4,R0(函数返回值保存在R0中)END/*Cfile，calledbyasmfile*/intcFun(inta，intb){returna-b;}（3）、在C中调用汇编的函数在C中调用汇编文件中的函数，要做的主要工作有两个：一：是在C中声明函数原型，并加extern关键字；二：是在汇编中用EXPORT导出函数名，并用该函数名作为汇编代码段的标识，最后用movpc，lr返回。然后，就可以在C中使用该函数了。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。/*Cfile*/externvoidfun(int*p);声明函数原型intmain(){inti;微机原理实验报告一4fun(&i);printf(%d\n,i);return0;}/*ASMFILE*/AREAasmfile，CODE，READONLYEXPORTfun导出函数名funMOVR1,#1STRR1,[R0]MOVPC,LR返回语句END3、ARM汇编实现冒泡算法这种方法的基本思想：是将待排序的元素看作是竖着排列的“气泡”，较大的元素比较重，从而要往下沉。在冒泡排序算法中我们要对这个“气泡”序列处理若干遍。所谓一遍处理，就是自上向下检查一遍这个序列，并时刻注意两个相邻的元素的顺序是否正确。如果发现两个相邻元素的顺序不对，即“轻”的元素在下面，就交换它们的位置。显然，处理一遍之后，“最重”的元素就沉到了最低位置；处理二遍之后，“次重”的元素就沉到了次低位置。在作第二遍处理时，由于最低位置上的元素已是“最重”元素，所以不必检查。一般地，第i遍处理时，不必检查第i低位置以下的元素，因为经过前面i-1遍的处理，它们已正确地排好序。四、实验目的：1、掌握ARM汇编指令2、学习掌握C与汇编混合编程基础3、熟练使用ARM调试工具RVDS进行调试操作微机原理实验报告一5五、实验内容：1．熟悉ARM汇编2．用ARM汇编实现1+2+...+N3．C调用汇编实验（实现字符串拷贝功能）4．汇编调用C实验5．ARM汇编实现冒泡算法六、实验器材（设备、元器件）：硬件：PC机Pentium100以上软件：Windows操作系统，RVDS软件七、实验步骤：1、用ARM汇编实现1+2+….n的运算。在sum.s文件中，用汇编实现算法核心部分。2、理解C和汇编，并用汇编程序实现字符串拷贝，并在C程序中调用该汇编程序。在汇编文件testfile1.s中添加两行汇编代码，分别实现：拷贝源字符串的一个字节到R2中将拷贝的字节复制到目标空间注意事项：（1）C文件和汇编文件都必须加到工程中去，否则编译会报错。（2）C文件和汇编文件要拷贝到工程目录下。3、在汇编中调用C函数。在汇编文件testfile2.s中相应位置添加汇编代码，通过调用c函数g（）实现1+2+3+glovb1，结果存在R8中。4、这种方法的基本思想：是将待排序的元素看作是竖着排列的“气泡”，较大的元素比较重，从而要往下沉。在冒泡排序算法中我们要对这个“气泡”序列处理微机原理实验报告一6若干遍。所谓一遍处理，就是自上向下检查一遍这个序列，并时刻注意两个相邻的元素的顺序是否正确。如果发现两个相邻元素的顺序不对，即“轻”的元素在下面，就交换它们的位置。显然，处理一遍之后，“最重”的元素就沉到了最低位置；处理二遍之后，“次重”的元素就沉到了次低位置。在作第二遍处理时，由于最低位置上的元素已是“最重”元素，所以不必检查。一般地，第i遍处理时，不必检查第i低位置以下的元素，因为经过前面i-1遍的处理，它们已正确地排好序。八、实验数据及结果分析：1、编程实现1+2+…+N代码书写：;功能：计算1+2+3+4+...+N;说明；N=0,当N=0时结果为0，当N=1时结果为1NEQU100;定义N的值100AREAExamples,CODE,READONLY;声明代码断Examples3ENTRY;标识程序入口CODE32ARM_CODELDRSP,=0X30003F00;设置堆栈指针ADRR0,THUMB_CODE+1;BXR0;跳转并切换处理器状态LTORG;声明文字池CODE16THUMB_CODELDRR0,=N;设置子程序SUM_N的入口参数BLSUM_N;调用子程序SUM_NBTHUMB_CODE;SUM_N;功能：计算1+2+3+......+N;入口参数：R0N的值;出口参数：R0运行结果微机原理实验报告一7;占用资源：R0;说明：当N=0时结果为0，当N=1时结果为1;若运算溢出，结果为0SUM_NPUSH{R1-R7,LR};寄存器入栈保护MOVSR2,R0;将n的值复制到R2,并影响相应条件标志BEQSUM_END;若N=0,则返回CMPR2,#1BEQSUM_END;若N=1,则返回MOVR1,#1;初始化计数器R1=1MOVR0,#0;初始化计数器R0=1SUN_L1;------------------------------------------;用汇编实现算法核心部分ADDR0，R1BVSSUM_ENDCMPR1，R2BHSSUM_ENDADDR1，#1BSUN_L1;------------------------------------------SUM_ENDMOVR8,R0;将结果保存在R8中POP{R1-R7,PC};寄存器出栈，返回END实验结果：最终寄存器R8的读数为十六进制的13BA，数值为十进制的5050，正好是从1加至100之和，所以成功实现该功能。2、在C程序中调用该汇编程序源代码：文件名：main.c微机原理实验报告一8功能：完成字符串的拷贝****************************************/#includestdio.hexternvoidstrcopy(char*d,char*s);intmain(void){char*srcstr=aaaa;chardststr[]=bbbb;printf(Beforecopying:\n);printf(%s%s\n,srcstr,dststr);strcopy(dststr,srcstr);printf(Aftercopying:\n);printf(%s\n%s\n,srcstr,dststr);return(0);};文件名：TESTFILE11.S;功能：从C语言中调用汇编语言;说明：使用ARMulate软件仿真调试AREAExample1,CODE,READONLY;声明代码段Example1CODE32;声明32位ARM指令IMPORT__mainEXPORTstrcopystrcopy;用汇编实现字符串拷贝LDRBr2,[r1],#1;拷贝源字符串的一个字节STRBr2,[r0],#1;将拷贝的字节复制到目标空间CMPR2,#0BNEstrcopyMOVPC,LREND;文件结束实验结果：微机原理实验报告一9将原来的aaaabbbb的值变成了aaaaaaaa，所以成功实现字符串复制。3、在汇编中调用C函数源代码：文件名：main.c功能：完成求和****************************************/intglovb1=10;intg(inta,intb,intc,intd){returna+b+c+d;};文件名：TESTFILE8.S;功能：从汇编语言中调用C语言;说明：使用ARMulate软件仿真调试IMPORTgAREAExample1,CODE,READONLY;声明代码段Example1CODE32;声明32位ARM指令ENTRYIMPORTglovb1START;------------------------------------------;通过调用c函数g（）实现1+2+3+glovb1，结果存在R8中MOVr0,#1MOVr1,#2MOVr2,#3LDRR3,glovblBLglovblMOVR8,R0END;文件结束实验结果：最终寄存器R8读数为0010，正好为1+2+3+10=16，所以正确实现该功能。微机原理实验报告一104、冒泡排序法源代码：AREASort,CODE,READONLYENTRYstartMOVr4,#0LDRr6,=srcADDr6,r6,#lenouterLDRr1,=srcinner;------------------------------------------;用汇编实现算法核心部分LDRr2,[r1]LDRr3,[r1,#4]CMPr2,r3STRGTr3,[r1]STRGTr2,[r1,#4]ADDr1,r1,#4CMPr1,r6BLTinnerADDr4,r4,#4CMPr4,#lenSUBLEr6,r6,#2BLEouter;------------------------------------------AREAArray,DATA,READWRITEsrcDCW2,4,10,8,14,1,20lenEQU7*4微机原理实验报告一11END实验结果：从起始寄存器位置开始，每个四个输出一个数据，数据依次为1,2,4,8,10,14,20，由此完成了冒泡排序法。九、实验结论：1、完成了1+2+…+N求和，N=100时答案为5050。2、C语言中调用了汇编语言，实现字符串复制。3、汇编中调用了C语言函数，实现了1+2+3+globval的功能4、用汇编语言实现了冒泡排序法，结果为1,2,4,8,10,14,20。十、总结及心得体会：本次实验通过给出部分代码，要求我们写出关键部分，来达到熟悉汇编语言的目的。在做实验的时候，我对汇编语言的具体语句还不是很清楚，需要参考着课本来编写。在这个过程中，通过与同学讨论共同学习与参照课本，最终完成了实验。一方面这使我对汇编语言编写程序有了一个初步的了解与尝试，另一方面这也在锻炼我对汇编语言的理解与对问题的思考。十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：我觉得实验应当在最后有一个类似小结的讲解，对做过的程序有一个说明与讲解，这样能够使大家更快学会汇编语言。