嵌入式系统原理及应用题目要求+程序代码.docx
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嵌入式系统原理及应用题目要求+程序代码
《嵌入式系统原理及应用》作业题目
作业1
一、调试下面的程序,并回答问题。
.global_start
.text
_start:
LDRSP,=src
LDMFDSP!
{R0-R6}
STMFDSP!
{R0-R6}
LDMFDSP!
{R3}
LDMFDSP!
{R4}
LDMFDSP!
{R5}
LDMFDSP!
{R6}
LDMFDSP!
{R0}
LDMFDSP!
{R1}
LDMFDSP!
{R2}
stop:
bstop
.ltorg
src:
.long1,2,3,4,5,6,7
.end
问:
该程序完成了什么功能?
答:
该程序完成的功能:
先把数据区堆栈中的1~7这七个数据送给R0~R0寄存器,然后又把寄存器列表中的R0~R7存入堆栈,然后又依次把堆栈中的1~7这七个数送给R3~R6,R0~R2,然后程序就结束了,在取数和存数的过程中。
堆栈指针sp由0x0000变到0x8030再到0x804c,然后到0x8030,然后依次加4,最后到0x804c;程序计数器R15(PC)由0x8000地址依次加4。
二、LDMFD,STMFD伪代码实现的原理。
答:
指令STMFD和LDMFD分析:
根据ATPCS规则,我们一般使用FD(FullDescending)类型的数据栈!
所以经常使用的指令就有STMFD和LDMFD,
通过ARM对于栈操作和批量Load/Store指令寻址方式,可以知道指令STMFD和LDMFD的地址计算方法:
STMFD指令的寻址方式为事后递减方式(DB)
而DB寻址方式实际内存地址为:
start_address=Rn-(Number_Of_Set_Bits_In(register_list)*4)
end_address=Rn-4
STM指令操作的伪代码:
ifConditionPassed(cond)then
address=start_address
fori=0to15
ifregister_list[i]==1
Memory[address]=Ri
address=address+4
有上面两个伪代码可以得出STMFDSP!
,{R0-R7,LR}的伪代码如下:
SP=SP-9×4;
address= SP;
fori=0to7
Memory[address]=Ri;
address =address+4;
Memory[address]=LR;
LDMFD指令的寻址方式为事后递增方式(IA)
IA内存的实际地址的伪代码
start_address=Rn
end_address=Rn+(Number_of_set_bits_in(register_list)*4)-4
LDM指令操作的伪代码(未考虑PC寄存器):
ifConditionPassed(cond)then
address=start_address
fori=0to15
ifregister_list[i]==1
Ri=Memory[address,4]
address=address+4
所以LDMFDSP!
,{R0-R7,PC}^(;恢复现场,异常处理返回)伪代码是:
address=SP;
fori=0to7
Ri=Memory[address,4]
address=address+4;
SP=address;
作业2
一、用移位操作完成(R0)*10运算。
参考程序:
.text
.global_start
_start:
movR0,#10
movR1,R0,LSL#3
movR2,R0,LSL#1
addR3,R1,R2
stop:
Bstop
.end
二、已知数据缓冲池中有两组数据x和y,每组中有3个数据(例如x:
90,60,30,y:
60,40,20),将x中的数据减去y中的数据,最后将两组数相减得到的结果送回到x中去!
参考代码:
.text
.global_start
_start:
LDRSP,=x
LDMFDSP!
{R0-R2}
LDMFDSP!
{R3-R5}
subR2,R2,R5
SubR1,R1,R4
SubR0,R0,R3
STMFDSP!
{R0-R2}
stop:
bstop
.ltorg
x:
.long80,90,100
y:
.long10,20,30
.end
作业3
已知R0和R1的值,要求保留R0的低16位,保留R1的高16位状态,最后将这两个值组成一个新的数送给R3.
参考代码:
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=0x12345678
LDRR1,=0x87654321
ldrR2,=0xffff
LDRR4,=0xffff0000
ANDR0,R0,R2
ANDR1,R1,R4
ORRR3,R0,R1
stop:
Bstop
.end
作业4
在ARMGNU环境下用ARM汇编语言编程序实现
参考代码:
.text
.global_start
_start:
LDRR0,=x
LDRR1,=y
LDRR2,[R0]
CMPR2,#0
BEQZERO
BGTZHENG
BLTFU
ZERO:
MOVR3,#0
STRR3,[R1]
Bstop
ZHENG:
movR3,R2
STRR3,[R1]
Bstop
FU:
mvnR3,R2
movR4,#0x1
addR3,R3,R4
STRR3,[R1]
Bstop
stop:
Bstop
.ltorg
x:
.long-10
y:
.long0
作业5
求20的阶乘:
64位结果放在【R9:
R8】中,R9放高32位,R放低32位
思路:
每轮乘法操作中,低32位(R8)乘以X(R0)后,结果的低32位放在R8中,高32位放在R9中;高32位R1乘以X(R0)后再加上R9,得到64位结果的高32位,存入R9
参考程序:
.global_start
.text
_start:
MOVR8,#20@低32位初始化为20
MOVR9,#0@高位初始化为0
SUBR0,R8,#1@初始化计数器
Loop:
MOVR1,R9@暂存高位值
UMULLR8,R9,R0,R8@[R9:
R8]=R0*R8
MLAR9,R1,R0,R9@R9=R1*R0+R9
SUBSR0,R0,#1@计数器递减
BNELoop@计数器不为0继续循环
Stop:
Bstop
.end
二、已知a=R0,b=R1.
while(a<>b)do
if(a>b)then
a=a-b
else
a=b-a
endif
endwhile
result=a
根据以上代码写出对应的汇编代码:
参考代码:
CMPR0,R1
CMPNER0,R1
SubGTR0,R0,R1
SubLTR0,R1,R0
.end
作业6
1.将下面的ADS环境下的程序代码改写成GUN环境下的程序代码。
(调试时使用F11stepinto,注意和F10stepover的区别)
AREAJump,CODE,READONLY
numEQU4;函数地址表内容的个数
ENTRY
CODE32
start
LDRR0,=choice;R0指向存储区的choice单元
LDRR0,[R0];设置第一个参数:
选择执行哪一个函数
MOVR1,#16;设置第1个操作数
MOVR2,#2;设置第2个操作数
BLarithfunc;调用子程序arithfunc
stop
MOVR0,#0x18;程序结束返回编译器调试环境
LDRR1,=0x20026
SWI0x123456
arithfunc
CMPR0,#num;比较R0的值是否超过函数地址表的个数
MOVHSPC,LR;如果大于,那么就返回到标号stop处
ADRR3,JumpTable;将函数地址表的地址作为基地址
LDRPC,[R3,R0,LSL#2];根据R0参数进入对应的子程序
JumpTable;函数地址表的入口基地址
DCDDoAdd;加法子程序
DCDDoSub;减法子程序
DCDDoMul;乘法子程序
DCDDoDiv;除法子程序
DoAdd
ADDR0,R1,R2;R0=R1+R2
MOVPC,LR;返回
DoSub
SUBR0,R1,R2;R0=R1-R2
MOVPC,LR;返回
DoMul
MOVR0,R1,LSLR2;R0=R1< MOVPC,LR;返回 DoDiv MOVR0,R1,LSRR2;R0=R1>>R2 MOVPC,LR;返回 AREANUM,DATA,READWRITE choiceDCD3;0: 表示选择加法子程序1: 表示选择减法子程序 ;2: 表示选择乘法子程序3: 表示选择除法子程序 END 参考程序: .equnum,4@函数地址表内容的个数 .text .global_start _start: LDRR0,=choice@R0指向存储区的choice单元 LDRR0,[R0]@设置第一个参数: 选择执行哪一个函数 MOVR1,#16@设置第1个操作数 MOVR2,#2@设置第2个操作数 Blarithfunc@调用子程序arithfunc stop: bstop arithfunc: CMPR0,#num@比较R0的值是否超过函数地址表的个数 MOVHSPC,LR@如果大于,那么就返回到标号stop处 ADRR3,JumpTable@将函数地址表的地址作为基地址 LDRPC,[R3,R0,LSL#2]@根据R0参数进入对应的子程序 JumpTable: @函数地址表的入口基地址 .longDoAdd@加法子程序 .longDoSub@减法子程序 .longDoMul@乘法子程序 .longDoDiv@除法子程序 DoAdd: ADDR0,R1,R2@R0=R1+R2 MOVPC,LR@返回 DoSub: SUBR0,R1,R2@R0=R1-R2 MOVPC,LR@返回 DoMul: MOVR0,R1,LSLR2@R0=R1< MOVPC,LR@返回 DoDiv: MOVR0,R1,LSRR2@R0=R1>>R2 MOVPC,LR@返回 .ltorg choice: .long3@0: 表示选择加法子程序@1: 表示选择减法子程序@2: 表示选择乘法子程序@: 表示选择除法子程序 .end 2.改写以下程序,实现从ARM状态切换到thumb状态,最后再切换到ARM状态! #******************************************************************************************* #NAME: ThumbCode.s* #Author: Embest* #Desc: ThumbCodeexamples* #History: shw.He2005.02.22* #********************************************************************************************* /*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/ /*constantdefine*/ /*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/ .global_start /*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/ /*unabletolocatesourcefile.code*/ /*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/ .text _start: .arm/*SubsequentinstructionsareARM*/ header: adrr0,Tstart+1/*ProcessorstartsinARMstate,*/ bxr0/*sosmallARMcodeheaderused*/ /*tocallThumbmainprogram.*/ nop .thumb Tstart: movr0,#10/*Setupparameters*/ movr1,#3 bldoadd/*Callsubroutine*/ stop: bstop /*------------------------------------------------------------------------------------------*/ /*Subroutinecode: R0=R0+R1andreturn*/ /*------------------------------------------------------------------------------------------*/ doadd: addr0,r0,r1/*Subroutinecode*/ movpc,lr/*Returnfromsubroutine.*/ .end/*Markendoffile*/ 参考程序: .global_start .text _start: movr3,#0 .arm header: adrr0,Tstart+1 addr3,r3,#1//设置循环标志,便于从thumb切换到arm后能停止程序 cmpr3,#2 Beqstop bxr0 stop: bstop .thumb Tstart: LDRr2,=header movr0,#10 movr1,#3 bldoadd bxr2 doadd: addr0,r0,r1 movpc,lr .end 作业7 已知 ,若任意给一个定值,假定为-25,存放在x单元,函数值存放在y单元;要求根据x中的值来确定y的值。 参考程序: .text .global_start _start: ldrr0,=src ldrr3,=dst ldrr1,[r0] ldrr2,=0x0/*r2储存常数0*/ cmpr1,r2 addgtr2,r2,#1 subltr2,r2,#1 strr2,[r3] stop: bstop .ltorg src: .long-25 dst: .long0 .end 作业8 从x单元开始的5个连续字单元中存放5个无符号数,从中找出最大者送入y单元中。 参考程序: .text .global_start .equnum,4 _start: ldrr4,=num/*r4内的数值作为计数变量*/ ldrr0,=x ldrr5,=y ldrr1,[r0],#4 loop: ldrr1,[r0],#4 ldrr2,[r0],#4 cmpr2,r1 strger2,[r5] strltr1,[r5] subr4,r4,#1 cmpr4,#0 bneloop stop: bstop .ltorg x: .long1,2,6,3,9 y: .long0 .end 作业9 (冒泡排序法): 利用逐次求大数的方法对内存单元ARRAY开始的以字节为单位的无符号数进行从大到小排序。 在以BUF为首址的字存储区中存放有10个无符号数0x0FF,0x00,0x40,0x10,0x90,0x20,0x80,0x30,0x50,0x70,0x60,现需将它们按从小到大的顺序排列在BUF存储区中,试编写其程序。 参考程序: 分析: 采用逐一比较法: ●将第一个存储单元中的数与其后n-1个存储单元中的数逐一比较,每次比较之后,总是把小者放在第一个存储单元之中,经过n-1次比较之后,n个数中最小者存入第一存储单元中; ●接着从第二个存储单元开始,同理,经过n-2次比较之后,得到n-1个数中最小者存入第二存储单元中;如此类推,当最后两个存储单元的数比较完成之后,从小到大的排列顺序就实现了。 “冒泡排序”算法。 各寄存器分配功能如下: R0: 用来指示缓冲区初始地址 R1: 外循环计数器 R2: 内循环计数器 R3: 外循环地址指针 R4: 内循环地指针 R5: 内循环下一个数地址指针 R6: 存放内循环一轮比较的最小值 R7: 存放内循环取出的下一个比较值 程序代码: .equnum,10 .text .global_start _start: LDRR0,=Datas@指向数组的首地址 movR1,#0@外循环计数器 movR2,#0@内循环计数器 LOOPI: addR3,R0,R1,lsl#2@外循环首地址存R3 movR4,R3@内循环首地址存R4 ADDR2,R1,#1@内存换计数器初值 MOVR5,R4@内循环下一地址初值 LDRR6,[R4]@取内循环下一地址值R4 LOOPJ: addr5,r5,#4@内循环下一地址值 ldrr7,[r5]@取出下一地址值至R7 cmpr6,r7@比较 bltnext@小则取下一个 swpr7,r6,[r5]@大则交换,最小值R6 movr6,r7 next: addr2,r2,#1@内循环计数 cmpr2,#num@循环中止条件 bltLOOPJ@小于N则继续内循环 swpr7,r6,[r3]@否则,内循环一轮结束,将最小数存入外循环的首地址处 addr1,r1,#1@外循环计数 cmpr1,#num-1@外循环中止条件 bltLOOPI@小于N-1则继续执行外循环 BEQstop b_start stop: bstop .ltorg Datas: .long0x0FF,0x00,0x40 .long0x10,0x90,0x20, .long0x80,0x30,0x50, .long0x70 .end 作业10 通过设置的入口参数查找函数地址表,实现选择不同的函数功能。 已知两个操作数分别存放于寄存器R0与R1中,函数1实现两数相加R0+R1;函数2实现两数相减R0-R1;函数3实现两数相乘R0*R1;函数4实现两数相除R0/R1。 参考代码: .text .equnum,3 .global_start _start: ldrr0,=0x01 ldrr1,=0x02 ldrr4,=0x02/*r4用来作为选择函数入口Doadd,Dosub,Domul的选项(默认为1,可修改)*/ blFunc stop: bstop Func: cmpr4,#num movgepc,lr/*当r4内的值大于等于3时,调回_start函数*/ ldrr3,=JTable ldrpc,[r3,r4,lsl#2]/*因为函数入口是.long类型,所以需要左移(LSL)2位*/ JTable: .longDoadd,Dosub,Domul Doadd: addr2,r0,r1 movpc,lr Dosub: subr2,r0,r1 movpc,lr Domul: mulr2,r0,r1 movpc,lr .end 作业11 编程实现S=1+2*3+4*5+…….+N*(N+1),其中N=10。 参考答案: 分析过程 ●算法功能: ●相邻数相乘: MUL ●累加: ADD ●循环次数: 10CMPB指令 ●初始值S=1N ●N+1部分和N(N+1) 寄存器分配 ●R0: S1R0+R3得S值 ●R1: N的初始值2循环变
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- 嵌入式 系统 原理 应用 题目 要求 程序代码