嵌入式实验(汇编和C语言混合编程实验).doc

嵌入式实验(汇编和C语言混合编程实验)
汇编和C语言混合编程实验
7.1实验目的
① 掌握C程序中内嵌指令的使用方法。
② 理解汇编程序调用C程序函数和变量的方法。
7.2 实验环境
① 硬件：PC机 ② 软件：ADS1.2
7.3 实验内容
① 使用内嵌汇编的方法设计允许和禁止中断程序。
② 验证汇编程序调用C程序函数和访问C程序变量的执行过程。
7.4 实验过程
1、实验7-1 允许和禁止中断程序
本实验使用内嵌汇编的方法完成允许和禁止中断程序设计，这里使用Armulator 作为调试的目标机。
（1） 新建ARM工程exp7_1
启动ADS开发环境，选择File→New(Project)选项，使用ARM Executable Image工程模板创建一个工程exp5_1.
(2) 新建汇编程序文件exp7_1_1.c，并将其添加到工程exp7_1中
选择File→New(File)选项，新建汇编源程序文件exp7_1_1.c并添加到工程exp7_1中，exp7_1_1.c源程序的参考代码如下： #include
__inline void enable_IRQ(void) {
int tmp;
__asm {
MRS tmp, CPSR
BIC tmp, tmp, #0x80 MSR CPSR_c, tmp } }

__inline void disable_IRQ(void) {
int tmp; __asm
{
MRS tmp, CPSR ORR tmp, tmp, #0x80 MSR CPSR_c, tmp } }

int main(void) {
enable_IRQ( ); disable_IRQ( ); return 0;
}
(3) 设置工程exp7_1的编译和链接选项
选择Edit→DebugRel Settings选项，打开DebugRel Settings对话框，设置工程编译和链接选项，在Language Settings→ARM Assembler选项中，选择Target选项卡，修改处理器类型为ARM920T. (4) 编译和链接工程
在工程exp7_1窗口中，选择Make工具按钮，编译和链接工程exp7_1,如果有错误提示，请检查修改程序中的语法错误，直到编译和链接通过。 （5）在AXD中加载映像文件
打开AXD Debugger，首先确认调试目标机是否设置为Armulator。选择Options→Configure Target(Choose Target)选项，确认ARMUL为选中状态。然后单击Configure按钮，打开ARMulator Configuration对话框，确认ARMulator模拟的处理器类型是ARM920T。
选择File→Load Image选项，载入工程exp7_1目录exp7_1\\exp7_1_Data\\DebugRel\\下编译生成的映像文件exp7_1.axf
(6)调试准备
在AXD中，打开各个观察窗口，做调试准备:选择Processor Views→Registers选项，打开ARM寄存器显示窗口。
（7）运行程序并观察ARM寄存器，尤其是当前程序状态寄存器的变化情况
在AXD中，先选择Execute→Go选项或按F5快捷键，跳入嵌入内联汇编的C程序，并观察当时ARM寄存器尤其是当前程序状态寄存器的内容。
然后选择选择Execute→Step In菜单项或按F8快捷键，或者使用调试工具条，单步运行嵌入汇编的C程序，直到程序执行结束为止。
最后，根据嵌入汇编的C程序执行过程，观察ARM寄存器尤其是当前程序状态寄存器的变化情况，并填入表7.1中。执行File→Reload Current Image命令可以重新加载和运行当前映像文件。
表7.1指令执行情况表
指令执行后的变化情况 序 号 执行指令 R0 R1 R2 寄存器（值用十六进制数表示） R3 R4 R5 R12 SP LR PC CPSR 0 1 2 ——— MRS tmp,CPSR BIC tmp, tmp, #0x80

3
MSR CPSR_c,tmp MRS tmp, CPSR ORR tmp, tmp, #0x80 MSR CPSR_c, tmp 2．实验7-2 验证汇编程序调用C程序函数和访问C程序变量的执行过程
本实验在汇编程序中调用C程序函数和访问C程序变量，采用ARMulator方式调试，选择用ARM9作为目标处理器（源程序清单如例7.2和例7.3所示）。 （1）新建ARM工程exp7_7
启动ADS开发环境，选择File→New(Project)选项，使用ARM Executable Image工程模板创建一个工程exp7_2.
(2) 新建C程序文件test_c.c，并将其添加到工程exp7_2中
选择File→New(File)选项，新建C源程序文件test_c.c，定义被汇编程序调用的C函数add( )和变量sum,并添加到工程exp7_2中.
例7.2 被调用的C程序 ＃include
unsigned long sum=6;
extern int add(int a, int b, int c, int d, int e) {
return a+b+c+d+e; }

(3) 新建汇编程序文件test_asm.s，并将其添加到工程exp7_2中
选择File→New(File)选项，新建汇编源程序文件test_asm.s，调用C程序中的函数add( )和访问变量sum,并添加到工程exp7_2中. EXPORT ARM_add IMPORT add IMPORT sum
AREA ARM_add,CODE, READONLY ENTRY
START
LDR SP, =0xA000 STR LR, [SP,# -4]!
MOV R0, #1 MOV R1, #2 MOV R2, #3 MOV R3, #4 MOV R4, #5
STR R4, [SP,# -4]! BL add

LDR R1, =sum
STR R0, [R1] ADD SP, SP, #4 LDR PC, [SP], #4
END
(4) 设置工程exp7_2的编译和链接选项
选择Edit→DebugRel Settings选项，打开DebugRel Settings对话框，设置工程编译和链接选项，在Language Settings→ARM Assembler选项中，选择Target选项卡，修改处理器类型为ARM920T. (5) 在AXD中加载映像文件
打开AXD Debugger，首先确认调试目标机是否设置为Armulator。选择Options→Configure Target(Choose Target)选项，确认ARMUL为选中状态。然后单击Configure按钮，打开ARMulator Configuration对话框，确认ARMulator模拟的处理器类型是ARM920T。
选择File→Load Image选项，载入工程exp7_2目录exp7_2\\exp7_2_Data\\DebugRel\\下编译生成的映像文件exp7_2.axf. (6) 调试准备
在AXD中，打开各个观察窗口，做调试准备。
① 选择Processor Views→Registers选项，打开ARM寄存器显示窗口。
② 选择Processor Views→Memory选项，打开ARM存储器显示窗口，并根据堆栈指针（本
实验中的堆栈指针地址为0xA000）,在Memory Start Address地址栏输入便于观察堆栈的内容地址（由于本实验堆栈是递减堆栈，所以选择观察地址为0x9FD0）。 ③ 选择Processor Views→Variables选项，打开ARM变量观察窗口，并单击Global标签，下面会显示变量sum的值；如果要查看变量sum的地址，则可右击sum，在菜单中选择Locate Using Address选项；
④ 选择Processor Views→Disassembly选项，打开反汇编显示窗口。
（7）单步运行程序
在AXD中，选择Execute→Step菜单项或按F10快捷键，或者使用调试工具条，单步运行程序，查看相关寄存器和存储空间的值的变化情况。请把每一步的执行结果填入到下表中。执行File→Reload Current Image命令可以重新加载和运行当前映像文件。
单步运行程序，观察相关寄存器值的变化情况，并填入表7.2中

表7.2 单步执行结果
指令执行后的变化情况 序执行指令 号 R0 R1 R2 R3 R4 SP PC LR 0x9FFC 0x9FF8 sum 寄存器（用十六进制表示） 存储器（用十六进制表示） 变量 0 1 2 3 4 ——— 5 …

… … N
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