实训指导书

嵌入式实时操作系统实训指导书

第一部分 实训内容

实验 1 ARM 汇编指令实验

1．实验目的：

l熟悉ADS开发环境和程序的烧写

l掌握简单的 ARM 汇编指令的使用

法。

2．实验设备：PC 机、JTAG 调试板、S3C2440 开发板、单片机开发板

3．实验内容

1熟悉 ARM 开发环境的建立。

1使用 ARM 汇编指令设置 GPIO 口的相应寄存器，控制 LED 灯的亮灭。

4．实验原理

5．实验电路图

6．实验程序实现

利用 ARM 汇编语言实现灯闪程序

/* asm.s */

GPFCON EQU 0x56000050

GPFDAT EQU 0x56000054

GPFUP EQU 0x56000058

EXPORT LEDTEST

AREA LEDTESTASM,CODE,READONLY

LEDTEST

;设置GPF4－GPF7为output

ldr r0,=GPFCON

ldr r1,=0x5500

str r1,[r0]

;禁止GPF4－GPF7端口的上拉电阻

ldr r0,=GPFUP

ldr r1,=0xf0

str r1,[r0]

;将数据端口F的数据寄存器地址赋值给寄存器r2

ldr r2,=GPFDAT

;跑马灯循环

ledloop1

ldr r1,=0xf0

str r1,[r2] ;使GPF7输出高电平，灯会灭 bl delay1 ;调用延迟子程序

ledloop2

ldr r1,=0x0

str r1,[r2] ;使GPE7输出低电平，灯亮

bl delay2 ;调用延迟

;延迟程序

delay1

ldr r3,=0x1ffff ;设置延迟的时间

delay3

sub r3,r3,#1 ;r3=r3­1

cmp r3,#0x0 ;将r3的值与0相比较

bne delay3 ;比较的结果不为0（r3不为0），继续调用delay1, 否则执行下一条语句

b ledloop2

mov pc,lr ;返回

;延迟程序

delay2

ldr r3,=0x2ffff ;设置延迟的时间

delay4

sub r3,r3,#1 ;r3=r3­1

cmp r3,#0x0 ;将r3的值与0相比较

bne delay4 ;比较的结果不为0（r3不为0），继续调用delay1, 否则执行下一条语句

b ledloop1

mov pc,lr ;返回

END ;程序结束符

7．提高

改写程序，实现跑马灯功能。

实验 2 C 和 ARM 汇编混合编程实验

1、实验目的

u熟悉 ADS 开发环境、AXD 及调试环境。

u掌握简单的 ARM 汇编指令的使用方法。

u掌握 S3C2440 的 I/O 控制寄存器的配置。

u掌握 ARM 汇编指令和 C 语言相互调用的方法

2、实验内容

u熟悉 ARM 开发环境的建立。

u使用 ARM 汇编和 C 语言设置 GPIO 口的相应寄存器。

u编写跑马灯程序。

4、实验原理

C 程序与汇编程序相互调用规则

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，必须为子程序间的调用规定 一定的规则。 ATPCS， 即 ARM， Thumb 过程调用标准(ARM/Thumb Procedure Call Standard)， 是 ARM 程序和 Thumb 程序中子程序调用的基本规则，它规定了一些子程序间调用的基本 规则，如子程序调用过程中的寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。下 面结合实际介绍几种 ATPCS 规则，如果读者想了解更多的规则，可以查看相关的书籍。 1．基本 ATPCS

基本 ATPCS 规定了在子程序调用时的一些基本规则，包括下面3 方面的内容：

(1)各寄存器的使用规则及其相应的名称。

(2)数据栈的使用规则。

(3)参数传递的规则。

相对于其它类型的 ATPCS，满足基本 ATPCS 的程序的执行速度更快，所占用的内存更 少。但是它不能提供以下的支持：ARM 程序和 Thumb 程序相互调用，数据以及代码的位置 无关的支持，子程序的可重入性，数据栈检查的支持。而派生的其他几种特定的 ATPCS 就 是在基本 ATPCS 的基础上再添加其他的规则而形成的。其目的就是提供上述的功能。 2．寄存器的使用规则

寄存器的使用必须满足下面的规则：

(1)子程序间通过寄存器 R0～R3 来传递参数。这时，寄存器 R0～R3 可以记作 A0～A3。被 调用的子程序在返回前无需恢复寄存器 R0～R3 的内容。

(2)在子程序中， 使用寄存器 R4～Rll 来保存局部变量。 这时， 寄存器 R4～R11 可以记作 V1～ V8。如果在子程序中使用到了寄存器 V1～V8 中的某些寄存器，子程序进入时必须保存这 些寄存器的值，在返回前必须恢复这些寄存器的值； 对于子程序中没有用到的寄存器则不必 进行这些操作。在 Thumb 程序中，通常只能使用寄存器 R4～R7 来保存局部变量。

(3)寄存器 R12 用作子程序间 scratch寄存器，记作 IP。在子程序间的连接代码段中常有这种 使用规则。

(4)寄存器 R13 用作数据栈指针，记作 SP。在子程序中寄存器 R13 不能用作其他用途。寄存 器 SP 在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。

(5)寄存器 R14 称为连接寄存器，记作 LR。它用于保存子程序的返回地址。如果在子程序中 保存了返回地址，寄存器 R14 则可以用作其他用途。

(6)寄存器 R15 是程序计数器，记作 PC。它不能用作其他用途。

3.参数传递规则

根据参数个数是否固定可以将子程序分为参数个数固定的(nonvariadic)子程序和参数个 数可变的(variadic)子程序。这两种子程序的参数传递规则是不同的。

（1）参数个数可变的子程序参数传递规则

对于参数个数可变的子程序，当参数不超过 4 个时，可以使用寄存器 R0～R3 来传递参数； 当参数超过4 个时，还可以使用数据栈来传递参数。在参数传递时，将所有参数看作是存放 在连续的内存字单元中的字数据。然后，依次将各字数据传送到寄存器 R0、R1、R2、R3 中，如果参数多于 4 个，将剩余的字数据传送到数据栈中，入栈的顺序与参数顺序相反，即 最后一个字数据先入栈。按照上面的规则，一个浮点数参数可以通过寄存器传递，也可以通 过数据栈传递，也可能一半通过寄存器传递，另一半通过数据栈传递。

(2)参数个数固定的子程序参数传递规则

对于参数个数固定的子程序，参数传递与参数个数可变的子程序参数传递规则不同。 如 果系统包含浮点运算的硬件部件，浮点参数将按照下面的规则传递：

• 各个浮点参数按顺序处理。

• 为每个浮点参数分配 FP 寄存器。

• 分配的方法是，满足该浮点参数需要的且编号最小的一组连续的 FP 寄存器。第一个整 数参数，通过寄存器 R0～R3 来传递。其他参数通过数据栈传递。

(3)子程序结果返回规则

子程序中结果返回的规则如下：

• 结果为一个 32 位的整数时，可以通过寄存器 R0 返回。