ARM练习题.docx
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ARM练习题.docx
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ARM练习题
简答题
什么就是嵌入式操作系统?
答:
嵌入式系统就是以应用为中心,以计算机技术为基础,软/硬件可裁减,功能。
可靠性,成本,体积,功耗要求严格得专用计算机系统。
与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?
答:
(1).嵌入式系统通常就是面向特定应用得;
(2).嵌入式系统就是将计算机技术,半导体技术与电子技术与各行各业得具体应用相结合得后得产物,就是一门综合技术学科;
(3)、嵌入式系统与具体应用有机得结合在一起,它得升级换代也就是与具体产品同步进行得,因此嵌入式产品一旦进入市场,就有较长得生命周期;
(4)、为了提高执行速度与可靠性,嵌入式系统中得软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不就是存储于磁盘等载体中;
(5)、嵌入式系统本身不具有自主开发能力,即使设计完成以后用户通常也不能对其中得程序功能进行修改,必须有一套开发工具与环境才能进行开发。
ARM处理器有几种寻址方式,说明各种寻址得方式。
答:
立即寻址:
操作数直接放在指令中。
例如:
ADDR0,R0,#0x3f;R0←R0+0x3f
寄存器寻址:
操作数放在寄存器中。
例如:
ADDR0,R1,R2;R0←R1+R2
寄存器间接寻址:
操作数在内存,以寄存器中得值作为操作数得地址。
例如:
LDRR0,[R1];R0←[R1]
基址加偏移量寻址(基址变址寻址):
基址寄存器得内容与指令中得偏移量相加形成操作数得有效地址例如:
LDRR0,[R1,#4];R0←[R1+4]
LDRR0,[R1,R2];R0←[R1+R2]
多寄存器寻址:
一条指令可以完成多个寄存器值得传送。
例如:
LDMIAR0,{R1,R2,R3,R4};R1←[R0];R2←[R0+4];R3←[R0+8];R4←[R0+12]
堆栈寻址:
堆栈就是一种数据结构,按先进后出(FirstInLastOut,FILO)得方式工作,使用一个称作堆栈指针得专用寄存器指示当前得操作位置,堆栈指针总就是指向栈顶。
例如:
STMFDR13!
,{R0,R4-R12,LR}
LDMFDR13!
,{R0,R4-R12,PC}
举例介绍嵌入式处理器有哪几类?
答:
1、嵌入式微处理器(EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU);
2、嵌入式微控制器;(EmbeddedMicrocontrollerUnit,EMCU)
3、嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP);
4、嵌入式片上系统(EmbeddedSystemonChip,EsoC);
什么就是立即数?
请简要描述立即数在使用时有什么注意要点。
立即数,主要就是指寻址时直接在指令中出现得数,在使用时注意
(1)立即数前需要加#
(2)ARM指令只有32位长,立即数在指令中占12位存储空间,ARM用这12位空间8位表示有效数字-基数B,4位表示译为得数M,按照把B循环右移M*2位,构造成一个新得32位得数,其它位补0,所以在使用立即数时,要注意其就是否合法。
请问BL指令跳转时LR寄存器保存得就是什么内容?
并请简述原因。
BL跳转时,LR中保存得就是执行BL跳转指令得下一条指令得地址,考虑流水线得情况,即当前得PC-4。
LR用来在需要返回程序时从LR中还原程序执行得位置继续执行。
ARM内核有多少个寄存器,请列举出这些寄存器得名字与数量。
ARM有37个寄存器,
(1)未分组寄存器:
R0-R7,共8个;
(2)分组寄存器R8-R14,其中FIQ模式下有单独得一组R8-R12共5个,另外6种模式共用一组R8-R12,共5个,USR与SYS模式共用一组R13-R14,共2个,另外5种模式下各有独自得一组R13-R14,共10个;(3)程序计数器PC即R15寄存器,共1个;(4)状态寄存器CPSR,与5个备份状态寄存器SPSR,共6个;ARM总计37个寄存器。
ARM通用寄存器中,有3个寄存器有特殊功能与作用,请写出它们得名字与作用。
(6分)
R13:
SP栈指针寄存器,用来保存程序执行时得栈指针位置;R14:
LR返回链接寄存器,用来保存程序执行BL指令或模式切换时得返回原程序继续执行得地址;R15:
PC程序计数器,保存程序执行得当前地址。
ARM得CPSR寄存器得位定义如图所示,试简述各位得功能。
(8分)
标志位含义
N N=1 表示运算得结果为负数;N=0 表示运算得结果为正数或零 Z Z=1 表示运算得结果为零;Z=0 表示运算得结果为非零 C C=1 表示有进位,C=0 表示没有进位 V V=1 表示符号位溢出,V=0 表示结果没有溢出 Q 在ARM vTE/J 架构支持,指示DSP 指令就是否溢出
J 仅ARM 5TE/J 架构支持,J = 1 表示处理器处于Jazelle 状态 I I=1 表示禁止IRQ F F=1 表示禁止FIQ
T 仅ARM xT 架构支持,T = 0 表示处理器处于ARM 状态,T=1 表示处理器处于Thumb 状态
什么就是伪指令与伪操作?
在ARM汇编中有哪几种伪指令?
答:
在ARM汇编语言程序中有些特殊助记符,这些助记符与一般指令得助记符得不同之处在于没有相对应得操作码或者机器码,通常称这些特殊指令助记符伪指令,她们多完成得操作成为伪操作;
在ARM汇编中,有如下几种伪指令:
(1)符号定义伪指令;
(2)数据定义伪指令;
(3)汇编控制伪指令;
(4)信息报告伪指令;
(5)宏指令及其她伪指令。
如何定义寄存器列表,试举一个使用寄存器列表得例子,要求实现4个字得内存复制。
答:
AREAEXAMPLE1,CODE,READONLY
ENTRY
LDRR0,=0XFF;把地址0XFF赋给R0
LDRR5,=0X0F;把地址0X0F赋给R5
START
PBLOCKRLIST{R1-R4};把R1-R4定义为PBLOCK
LDMIAR0,PBLOCK;把R0为首地址得内存4个字单元装载至R1到R4中
STMIAR5,PBLOCK;把R1到R4得值依次存至R5为首地址得内存字单元
STOP
BSTOP;死循环
END
如何定义一个宏,宏与子程序得区别就是什么?
答:
宏得格式为:
MARCO与MEND
[$标号]宏名[$参数1,$参数2…、、]
指令序列
MEND
MARCO表示一个宏定义得开始,MEND表示一个宏得结束,MARCO与MEND前呼后应可以将一段代码定义为一个整体,又称宏,然后在程序中就可以在程序中通过宏得名称及参数调用该段代码。
宏指令可以重复使用,这一点得使用方式与子程序有些相似,子程序可以节省存储空间,提供模块化得程序设计。
但使用子程序机构时需要保存/恢复现场,从而增加了系统得开销,因此,在代码传递得参数较多并且比较短时,可以使用宏代替子程序,宏在被调用得地方展开。
ARM汇编中如何定义一个段,段有几种属性?
答:
AREA用于定义一个代码段,数据段,或者特定属性得段。
段得几种属性如下:
READONLY表示只读属性;
READWRITE表示本段可读写;
CODE定义代码段;
DATA定义数据段;
ALIGN=表达式得对齐方式为2得表达式次方;;
COMMON:
定义一个通用段,这个段不包含用户代码与数据。
在一个汇编源文件中如何包含另一个文件中得内容?
答:
通常可以使用GET/INCLUDE指令,在某源文件中定义一些宏指令,用MAP与FIELD定义结构化数据结构类型,用EQU定义常量得符号名称,然后用GET/INCLUDE将这个源文件包含到其她源文件中。
1、ARM7TDMI采用了几级流水线工作方式,简要说明。
答:
三级
1、取指令2、译码3、执行
2、ARM9采用了几级流水线工作方式,简要说明。
答:
五级流水线工作方式,1、取指2、指令译码3、执行4、数据存储访问5、写寄存器
3、哈佛体系结构与冯诺依曼体系结构有何不同。
答:
哈佛体系结构得两套地址总线与数据总线就是分开得,冯诺依曼体系结构就是复用得。
1、简述ARM发生异常时,ARM核心会自动做哪些事情?
从异常返回时,我们要做哪些事情?
当异常产生时,ARMcore:
拷贝CPSR到SPSR_
设置适当得CPSR位:
改变处理器状态进入ARM状态
改变处理器模式进入相应得异常模式
设置中断禁止位禁止相应中断(如果需要)
保存返回地址到LR_
设置PC为相应得异常向量
返回时,异常处理需要:
从SPSR_
从LR_
Note:
这些操作只能在ARM态执行、
2、用ARM汇编指令写出实现64位加法与64位减法得代码段,使用得寄存器请自行分配。
假定低32位数存放在r0与r1里面,高32位数存放在r2与r3里面。
加法:
ADDSr0,r0,r1 //加S就是因为要让这个操作影响标志位
ADCr2,r2,r3 //ADC就是带进位得加法,如果上一条指令产生进位则一起加进来
减法:
SUBSr0,r0,r1 //加S就是因为要让这个操作影响标志位
SBC r2,r2,r3 //SBC就是带进位得减法指令
3、请列举ARM处理器得模式与异常,并说明各个发生异常时ARM处理器所处得模式
异常:
Reset
DataAbort
FIQ
IRQ
PrefetchAbort
SWI
Undefinedinstruction
处理器模式
User:
非特权模式,大部分任务执行在这种模式}
FIQ:
当一个高优先级(fast)}中断产生时将会进入这种模式
IRQ:
当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式}
Supervisor}:
当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式
Abort:
当存取异常时将会进入这种模式}
Undef:
}当执行未定义指令时会进入这种模式
System:
使用与User模式相同寄存器集得特权模式}
4、FIQ得什么特点使得它处理得速度比IRQ快?
1)FIQ优先级比IRQ高,不会被中断
2)FIQ有自己得专属寄存器:
r8~r12,不用对通用寄存器入栈保护,可以加快速度
3)FIQ位于异常向量表得末尾0x1c,故无需跳转,可以在这里直接放置异常处理函数
5、什么指令可以放在中断向量表?
跳转指令,给PC赋值得指令
B,LDR,MOV
6、ARM处理器中断向量表位于存储器得什么位置?
默认:
0x0
也可以配置成:
0Xffff0000
7、下列ARM指令将做什么?
a)LDRHr0,[r1,#6]
b)LDRr0,=0x999
a:
将r1寄存器得值加上6,然后把以这个值为地址得内存单元里得值取半字(低16位)赋给r0
b:
将立即数0x999赋给r0,注意这就是一个伪指令
8、SWP指令得优势就是什么?
用来实现什么功能?
功能:
在寄存器与存储器之间,由一次存储器读与一次存储器写组成得原子操作。
完成一个字节或字得交换。
可以用来实现信号量
9.专业名词解释
RISC(ReduceInstructSetComputer);
IP(IntellectualProperty);
ISR(InterruptServersRoutine)
JTAG(JoinTestActiveGroup)
IDE(IntegrateDevelopmentEnvironment)
RTOS(实时操作系统);
CISC(复杂指令集);
Kernel(内核)
Scheduler(调度)
non-preemptive(非抢先式)
初始化代码直接对ARM微处理器内核及硬件控制器编程,多采用汇编语言编程,初始化代码一般应包含如下典型任务:
(1)定义程序入口点
(2)设置异常向量;
(3)初始化存储器系统;
(4)初始化堆栈指针寄存器;
(5)初始化临界I/O设备;
(6)初始化C代码得运行环境;
(7)改变处理器得运行模式与状态;
(8)使能中断;
(9)进入C代码运行
选择题
1、ARM属于RISC架构
2、ARM指令集就是32位宽,Thumb指令集就是16位宽得。
3、ARM指令集就是4字节对齐,Thumb指令集就是2字节对齐得
4、复位后,ARM处理器处于SVC模式,ARM状态
5、ARM处理器总共37个寄存器,System模式下使用17个寄存器,SVC模式下使用18个寄存器。
6、ARM处理器中优先级别最高得异常为RESET,FIQ,IRQ异常可以用来相应中断
7、ARM数据处理指令中有效得立即数就是(ACEGH)
[A]0X00AB0000 [B]0X0000FFFF [C]0XF000000F [D]0X08000012
[E]0X00001F80 [F]0XFFFFFFFF [G]0 [H]0XFF000000
8、ATPCS规定中,推荐子函数参数最大为4个
9、ATPCS规定中,栈就是满减
10、在ARM汇编编程,寄存器有多个别名,通常PC就是指R15,LR就是指R14,SP就是指R13
11、CPSR寄存器中反映处理器状态得位就是T位
12、下面属于ARM子程序调用指令得就是BL
13、ARM7属于冯、诺依曼结构,ARM9属于哈佛结构。
14、ARM7就是3级流水线,ARM9就是5级流水线。
15、ARM中可以访问状态寄存器得指令就是MRS,能够访问内存得指令就是LDR
16、下面哪种操作系统最方便移植到嵌入式设备中(D)
[A]DOS [B]UNIX [C]WINDOWSXP[D]LINUX
17、以下哪项关于SRAM与DRAM得区别就是不对(A)
(A)SRAM比DRAM慢(B)SRAM比DRAM耗电多
(C)DRAM存储密度比SRAM高得多(D)DRM需要周期性刷新
18、下面哪种嵌入式操作系统很少用于手机终端设备上(CE)
(A)Symbian(B)WinCE(C)uc/os(D)linux(E)VxWorks
19、S3C2410采用得就是ARM920T核心
20、下面哪点不就是嵌入式操作系统得特点(C)
A、内核精简B、专用性强C、功能强大D、高实时性
21、NANDFLASH与NORFLASH得叙述正确得就是(D)
A、NOR得读速度比NAND稍慢一些B、NAND得写入速度比NOR慢很多
C、NAND得擦除速度远比NOR得慢D、大多数写入操作需要先进行擦除操作
22、MMU得作用有(AB)
[A]内存保护 [B]地址转换[C]加快存取速度[D]安全保密[E]内存分配
23、以下属于DMA特点得有(BC)
[A]占用CPU [B]占用总线[C]不占用CPU[D]不占用总线
24、以下哪种方式不属于文件系统得格式(B)
(A)FAT(B)DOS(C)NTFS(D)Ext
1、在ARM体系结构中,要从主动用户模式(User)切换到超级用户模式(Supervisor),采用何种方法?
先修改程序状态备份寄存器(SPSR)到对应得模式,再更新CPU状态
2、嵌入式系统加电或复位后,所有得CPU通常都从某个由CPU制造商预先安排得地址上取指令。
例如:
对于S3C2410来说,BootLoader会映射到0x00000000地址处。
3、CPSR中得低8位称为控制位,下列不属于控制位得就是【A】。
A、NB、IC、FD、T
4、ARM中可以访问状态寄存器得指令就是MRS,能够访问内存得指令就是LDR。
5、下列条件码中表示不相等得就是NE。
EQ相等
NE不相等
CS/HS无符号数大于或等于
CC/LO无符号数小于
MI负数
PL正数或零
VS溢出
VC没有溢出
HI无符号数大于
LS无符号数小于或等于
GE有符号数大于或等于
LT有符号数小于
GT有符号数大于
LE有符号数小于或等于
AL任何无条件执行(指令默认条件)
NV任何从不执行(不要使用)
6、CPSR中得低8位称为控制位,其中I位等于1表示禁止IRQ中断。
7、ARM微处理器支持7种工作模式。
其中,除用户模式之外得其余6种称为特权模式,在这6种之中,除系统模式之外得其余5种又称为异常模式。
8、下列ARM指令中,可用于满递增堆栈操作得就是STMIB。
9、ARM伪指令中,可用于大范围地址读取得就是LDR。
10、同CISC相比,下面哪一项不属于RISC处理器得特征。
【D】
A、采用固定长度得指令格式,指令规整、简单、基本寻址方式有2~3种。
B、减少指令数与寻址方式,使控制部件简化,加快执行速度。
C、数据处理指令只对寄存器进行操作,只有加载/存储指令可以访问存储器,以提高指令得执行效率,同时简化处理器得设计。
D、RISC处理器都采用哈佛结构
11、以下叙述中,不符合RISC指令系统特点得就是【B】。
A、指令长度固定,指令种类少
B、寻址方式种类丰富,指令功能尽量增强
C、设置大量通用寄存器,访问存储器指令简单
D、选取使用频率较高得一些简单指令
12、下面关于ARM处理器得体系结构描述哪一个就是错误得。
【B】
A、三地址指令格式
B、所有得指令都就是多周期执行
C、指令长度固定
D、Load-Store结构
1、相对于ARM指令集,Thumb指令集得特点就是【D】。
A、指令执行速度快
B、16位指令集,可以得到密度更高得代码,对于需要严格控制成本得设计非常有意义
C、Thumb模式有自己独立得寄存器
D、16位指令集,代码密度高,加密性能好
2、在ARM寄存器结构中,栈指针使用R13寄存器。
3、32位体系结构得ARM处理器有7种不同得处理器工作模式,与6个主要用来标识CPU工作状态与程序运行状态得状态寄存器。
4、在下列ARM处理器得各种模式中,只有用户模式不可以自由地改变处理器得工作模式。
5、在ARM得汇编程序中,ADR、ADRL、LDR、NOP等被称为伪指令。
填空题
1.常见得ARM处理器内核有ARM7、ARM9与【ARM11】等。
2.按总线所传送得信息类型,总线分为【地址总线】、【数据总线】与【控制总线】。
3.GPIO得中文全称就是【通用输入/输出口】。
4.ARM处理器有两种状态,分别就是【ARM】与【Thumb】。
5、计算机结构分为【冯·诺依曼】结构与【哈佛】结构。
6、ARM处理器支持得数据类型中,字节为【8】位、半字为【16】位、字为【32】位。
7、ARM体系结构版本中V【4】版架构就是目前应用最广得ARM体系架构,ARM7、【ARM9】都采用该架构。
8、常用得嵌入式操作系统有【嵌入式Linux】、【VxWords】等。
9、ARM嵌入式系统主要由【嵌入式硬件】、【嵌入式软件】与【开发工具】构成。
10、S3C2410支持两种引导方式,分别就是【Nor-Flash】启动方式、【Nand-Flash】启动方式。
11、一个嵌入式系统由3部分组成,分别就是【嵌入式硬件】、【嵌入式软件】与【开发工具】。
判断题:
1、所有得电子设备都属于嵌入式设备。
(F)
2、冯诺依曼体系将被哈佛总线所取代。
(F)
3、嵌入式开发不需要硬件支持。
(F)
4、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关得程序。
F
5、USB2、0得最大通信速率为12MB。
(F)
6、嵌入式开发需要专门得软件与硬件设备。
(T)
编程题
;例三:
ADR伪指令
AREAadrlabel1,CODE,READONLY
ENTRY
start
BLfunc
B、
LTORG
func
ADRR0,start
ADRR1,DataArea
;ADRR2,DataArea+4300
ADRLR3,DataArea+4300
MOVPC,LR
DataArea
SPACE8000
END
;例五:
利用跳转表实现程序跳转
AREAJump,CODE,READONLY
numEQU2
ENTRY
start
MOVR0,#0
MOVR1,#3
MOVR2,#2
BLarithfunc
B、
arithfunc
CMPR0,#num
MOVHSPC,LR
ADRR3,JumpTable
LDRPC,[R3,R0,LSL#2]
JumpTable
DCDDoAdd
DCDDoSub
DoAdd
ADDR0,R1,R2
MOVPC,LR
DoSub
SUBR0,R1,R2
MOVPC,LR
END
3、存储器从0x400000开始得100个单元中存放着ASCII码,编写程序,将其所有得小写字母转换成大写字母,对其它得ASCII码不做变换。
MOVR0,#0x400000
MOVR1,#0
LP
LDRBR2,[R0,R1]
CMPR2,#0x61
BLONEXT
CMPR2,#0x7B;0x61---0x7A为小写字母得ASC
SUBLOR2,R2,#0x20
STRBLOR2,[R0,R1]
NEXT
ADDR1,R1,#1
CMPR1,#100
BNELP
8、编写一简单ARM汇编程序段,实现1+2+…+100得运算。
MOVR2,#100
MOVR1,#0
LOOP
ADDR1,R1,R2;R1中为累加与
SUBSR2,R2,#1;R2控制循环
BNELOOP
4、编写程序,比较存储器中0x400000与0x400004两无符号字数据得大小,并且将比较结果存于0x400008得字中,若两数相等其结果记为0,若前者大于后者其结果记为1,若前者小于后者其结果记为-1。
MOVR0,#0x400000
LDRR1,[R0];取第1个数
LDRR2,[R0,#4];取第2个数
CMPR1,R2;两个数相比较
MOVHIR1,#1;R1大
MOVLOR1,#-1;R1小
MOVEQR1,#0;两个数相等
STRR1,[R0,#8]
7、编写一程序,存储器中从0x400200开始有一个64位数。
(1)将取反,再存回原处;
(2)求其补码,存放到0x400208处。
LDRR0,=0x400200
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