嵌入式系统开发与应用教程 第三讲.ppt

第三讲,ARM指令集,ARM指令集概述；ARM寻址方式；数据处理指令、Load/Store指令；寄存器传送指令、转移指令、异常中断产生指令；ARM系统初始化Embest IDE集成开发环境、实验系统介绍；基于ARM的嵌入式软件开发基础：ARM汇编指令实验及C语言程序实验。,指令长度,指令集可以是以下任一种32 bits 长(ARM状态)16 bits 长(Thumb 状态)ARM7TDMI 支持3种数据类型字节(8-bit)半字(16-bit)字(32-bit)字必须被排成4个字节边界对齐,半字必须被排列成2个字节边界对齐,一、ARM指令集概述,ARM指令集是32位的，ARM汇编程序的启动都是从ARM指令集开始。所有的ARM指令集都可以是有条件执行的。本节从以下三个方面介绍：指令分类及指令格式 指令集编码 条件执行,指令分类及指令格式,ARM指令集可以分为六大类，分别为数据处理指令、Load/Store指令、跳转指令、程序状态寄存器处理指令、协处理器指令和异常产生指令。ARM指令使用的基本格式如下：opcodecond S Rd，Rn，operand2,ARM指令集编码,ARM指令集是以32位二进制编码的方式给出的，大部分的指令编码中定义了第一操作数、第二操作数、目的操作数、条件标志影响位以及每条指令所对应的不同功能实现的二进制位。每条32位ARM指令都具有不同的二进制编码方式，和不同的指令功能相对应。编码表如下：,指令集编码表,条件执行,ARM指令根据CPSR中的条件位自动判断是否执行指令，在条件满足时，指令执行，否则指令被忽略。在ARM的指令编码表中，统一占用编码的最高四位31：28来表示“条件码”（即“cond”）。（P100页）,条件域表1,条件域表2,二、ARM寻址方式,ARM指令系统支持如下几种常见的寻址方式：立即寻址寄存器寻址寄存器间接寻址基址加偏址寻址 堆栈寻址 块拷贝寻址 相对寻址,立即寻址,立即寻址也叫立即数寻址，这是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数，这个操作数被称为立即数，对应的寻址方式也就叫做立即寻址。例如以下指令：ADDR0，R0，1/*R0R01*/ANDR0，R0，0 x3f/*R0R0 AND 0 x3f*/在以上两条指令中，第二个源操作数即为立即数，要求以“”为前缀，对于以十六进制表示的立即数，还要求在“”后加上“0 x”。,注：有效立即数问题,在32位指令编码中存放32位立即数的方法是：在ARM数据处理指令中，当参与操作的第二操作数为立即数型时，每个立即数都是采用一个8位的常数循环右移偶数位而间接得到。其中循环右移的位数由一个4位二进制的两倍表示，如果立即数记作，8位常数记作immed_8，4位的循环右移值记作rotate_imm，有效的立即数是由一个8位的立即数循环右移偶数位得到。因此有效立即数immediate可以表示成：=immed_8循环右移（2rotate_imm）,例：,MOV R0,#0 x0000F200MOV R0,#0 x00012800MOV R0,#0 x00041400MOV R0,#0 x00041800MOV R0,#0 xF000000F,寄存器寻址,寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类微处理器经常采用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。以下指令：ADDR0，R1，R2/*R0R1R2*/该指令的执行效果是将寄存器R1和R2的内容相加，其结果存放在寄存器R0中。,寄存器寻址,第二操作数为寄存器型的移位操作 在ARM指令的数据处理指令中参与操作的第二操作数为寄存器型时，在执行寄存器寻址操作时，可以选择是否对第二操作数进行移位，即Rm，其中Rm称为第二操作数寄存器，用来指定移位类型（LSL，LSR，ASL，ASR，ROR或RRX）和移位位数。移位位数可以是5位立即数（#）或寄存器（Rs）。在指令执行时将移位后的内容作为第二操作数参与运算。例如指令：ADD R3，R2，R1，LSR#2；R3R2+R14,寄存器寻址,第二操作数移位方式 LSL：逻辑左移，空出的最低有效位用0填充。LSR：逻辑右移，空出的最高有效位用0填充。ASL：算术左移，由于左移空出的有效位用0填充，因此 它与LSL同义。ASR：算术右移，算术移位的对象是带符号数，移位过程中必须保持操作数的符号不变。如果源操作数是正数，空出的最高有效位用0填充，如果是负数用1填充。ROR：循环右移，移出的字的最低有效位依次填入空出的最高有效位。RRX：带扩展的循环右移。将寄存器的内容循环右移1位，空位用原来C标志位填充。,寄存器寻址,寄存器寻址,第二操作数的移位位数 移位位数可以用立即数方式或者寄存器方式给出,如下所示：ADD R3，R2，R1，LSR#2；R3 R2+R14ADD R3，R2，R1，LSR R4；R3 R2+R12R4寄存器R1的内容分别逻辑右移2位、R4位（亦即R14、R12R4），再与寄存器R2的内容相加，结果放入R3中。,寄存器间接寻址,寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器中。例如以下指令：LDRR0，R1/*R0R1*/STRR0，R1/*R1R0*/第一条指令将以R1的值为地址的存储器中的数据传送到R0中。第二条指令将R0的值传送到以R1的值为地址的存储器中。,基址加偏址寻址,基址变址寻址就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。变址寻址方式常用于访问某基地址附近的地址单元。采用变址寻址方式的指令又可以分为以下几种形式：前变址模式：LDR R0，R1，4；R0R14自动变址模式：LDR R0，R1，4！；R0R14、R1R14后变址模式：LDR R0，R1，4；R0R1、R1R14,基址加偏址寻址,基址寄存器的地址偏移可以是一个立即数，也可以是另一个寄存器，并且在加到基址寄存器前还可以经过移位操作，如下所示：LDR r0，r1，r2；r0mem32r1+r2LDR r0，r1，r2，LSL#2；r0r1+r2*4但常用的是立即数偏移的形式，地址偏移为寄存器形式的指令很少使用。,堆栈寻址,堆栈是一种数据结构，按先进后出（First In Last Out，FILO）的方式工作，使用一个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置，堆栈指针总是指向栈顶。当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时，称为满堆栈（Full Stack），而当堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置时，称为空堆栈（Empty Stack）。即访问存储器时，存储器的地址向高地址方向生长，称为递增堆栈（ascending stack）。存储器的地址向低地址方向生长，称为递减堆栈（descending stack）。,堆栈寻址,四种类型的堆栈工作方式 满递增堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成。满递减堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成。空递增堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生成。空递减堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生成 STMFD SP!,R1-R7,LR 满递减LDMFD SP!,R1-R7,LR,块拷贝寻址,块拷贝寻址是多寄存器传送指令LDM/STM的寻址方式。LDM/STM指令可以把存储器中的一个数据块加载到多个寄存器中，也可以把多个寄存器中的内容保存到存储器中。寻址操作中的寄存器可以是R0-R15这16个寄存器的子集或是所有寄存器。LDM/STM指令依据其后缀名的不同其寻址的方式也有很大不同，见下表。,例：,STMIA R0！,R2-R9STMDB R1！,R2-R9LDMIB R0,R2-R9,相对寻址,与基址变址寻址方式相类似，相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数的有效地址。以下程序段完成子程序的调用和返回，跳转指令BL采用了相对寻址方式：BLNEXT；跳转到子程序；NEXT处执行NEXT：MOVPC，LR；从子程序返回,三、ARM指令详细介绍,ARM指令集总体分为以下6类：数据处理指令；Load/Store指令；转移指令；程序状态寄存器与通用寄存器之间的传送指令；异常中断指令；协处理器指令。,、数据处理指令,ARM的数据处理指令主要完成寄存器中数据的算术和逻辑运算操作。本节按以下内容组织：数据处理指令分类 数据处理指令二进制编码 数据处理指令表,数据处理指令分类,数据处理指令根据指令实现处理功能可分为以下六类：数据传送指令；算术运算指令；逻辑运算指令；比较指令；测试指令；乘法指令。,数据处理指令,ARM数据处理指令的基本原则为：所有的操作数都是32位宽，或来自寄存器，或是在指令中定义的立即数（符号或0扩展）；如果数据操作有结果，则结果为32位宽，放在一个寄存器中。（有一个例外：长乘指令产生64位的结果）；ARM指令中使用“3地址模式”，即每一个操作数寄存器和结果寄存器在指令中分别指定。,数据处理指令汇编格式,ARM数据处理指令使用两个源操作数和一个目的寄存器（Rd）的“3地址模式”，一个源操作数（Rn）总是寄存器，第二个被称为“灵活的第二操作数operand2”，它可以是寄存器、移位后的寄存器或立即数。如果第二操作数是寄存器Rm，它的移位类型可以是LSL，LSR，ASL，ASR，ROR或RRX中的任意一种；移位的位数可以是立即数，也可以是寄存器的内容。汇编格式 S Rd，Rn，#S Rd，Rn，Rm，,数据处理指令指令表,数据处理指令的详细列表如下：,算术运算指令：,ADDADCSUBSBCRSBRSC,加法：Rd=Rn+Op2ADDR0,R1,R2ADDR0,R1,#256ADDR0,R2,R3,LSL#1ADDSR4,R1,R2ADC指令在形式上和功能上都有与ADD类似，只是相加时还要包括进位标志C的内容：Rd=Rn+Op2+CADCR5,R1,R3,减法：Rd=Rn-Op2SUBR0,R1,R2SUBR0,R1,#256SUBR0,R1,R2,LSL#1SUBSR3,R6,R9带借位减：Rd=Rn-Op2+C-1SBCSR4,R7,R10SBCR5,R8,R11,反减：Rd=Op2-Rn,RSBR0,R1,R2RSBR0,R1,#256RSBR0,R2,R3,LSL#1反向带借位减：Rd=Op2-Rn+C-1RSCR0,R1,R2,例：ADDR2,R1,R3SUBSR8,R6,#240RSBR4,R4,#0 x1280ADCHIR11,R0,R3RSCLESR0,R5,R0,LSL R4,逻辑运算指令：,ANDORREORBIC:Rd=Rn AND NOT Op2,例：,ANDR9,R2,#0 xFF00ORREQR2,R0,R5EORR0,R0,R3,ROR R6BICNESR0,R5,R0,LSL R4,数据传送指令：,MOV:Rd=Op2MVN:Rd=NOT Op2MOVR9,R2MVNNER0,#0 xFF00MOVSR0,R0,ROR R6,比较指令：,CMP:根据Rn-Op2设置条件码CMN:根据Rn+Op2设置条件码CMPGTR3,R7,LSL#2CMNR0,#0 x6400,测试指令：,TST:根据Rn AND Op2设置条件码TEQ:根据Rn EOR Op2设置条件码TSTR0,#0 x3F8TEQEQR10,R9TSTNER1,R5,ASR R1,注：,RSB是反减，即用第二操作数减去源操作数。由于第二操作数可选的范围宽，所以这条指令很有用。RSC是带进位标志的反减。若进位标志为零，则结果减1。BIC用于将源操作数的各位与第二操作数中相应位的反码进行“与”操作。BIC可用于将寄存器中某些位的值设置为0。MVN是“取反传送”，它是把第二操作数的每一位取反，将得到的值置入结果寄存器。CMN表示“取反比较”，将目的操作数和源操作数相加，根据结果更新条件码标志。,数据处理指令二进制编码,数据处理指令的二进制编码如下：,第二操作数为立即数,以寄存器表示移位位数,以立即数表示移位位数,*乘法指令,ARM乘法指令完成两个寄存器中数据的乘法。按产生结果的位宽一般分为两类：一类是两个32位二进制数相乘的结果是64位，另一类是两个32位二进制数相乘，仅保留最低有效32位。这两种类型都有“乘法累加”的变形，如下表所示：,乘法指令二进制编码,二进制编码 说明对于32位乘积结果指令，Rd为结果寄存器，Rm、Rs、Rn为操作数寄存器。对于64位乘积结果指令，RdLo、RdHi为结果寄存器，“RdHi:RdLo”是由RdHi（最高有效32位）和RdLo（最低有效32位）连接形成64位乘积结果，Rm、Rs为操作数寄存器。,乘法指令汇编格式,产生最低有效32位乘积的指令：MULS Rd，Rm，RsMULAS Rd，Rm，Rs，Rn产生64位乘积的指令：S RdHi，RdLo，Rm，Rs在此是64位乘法类型（UMULL、UMLAL、SMULL、SMLAL）。,、Load/Store指令,ARM处理器是Load/store型的，即它对数据的操作是通过将数据从存储器加载到片内寄存器中进行处理，处理完成后的结果经过寄存器存回到存储器中，以加快对片外存储器进行数据处理的执行速度。ARM的数据存取指令Load/Store是唯一用于寄存器和存储器之间进行数据传送的指令。ARM指令集中有三种基本的数据存取指令：单寄存器的存取指令（LDR，STR）多寄存器存取指令（LDM，STM）单寄存器交换指令（SWP）,单寄存器的存取指令,单个寄存器存取指令又可以针对以下几类数据：单字 无符号半字、有符号半字 无符号字节、有符号字节,单字：,LDR从内存中取32位字数据放入寄存器，STR将寄存器中的32位字数据保存到内存中。,字节：,LDR从内存中取8位字节数据放入寄存器，STR将寄存器中的8位字节数据保存到内存中。无符号字节：用“0”将8位的操作数扩展到32位有符号字节：用符号位将8位的操作数扩展到32位,半字：,LDR从内存中取半字数据放入寄存器，STR将寄存器中的半字数据保存到内存中。无符号半字：用“0”将16位的操作数扩展到32位有符号半字：用符号位将16位的操作数扩展到32位,汇编格式,这一类数据传送指令的汇编格式如下 前变址格式LDR|STR B|SB|H|SH Rd，Rn，!后变址格式LDR|STR B|SB|H|SH T Rd，Rn，相对PC的形式LDR|STR B Rd，LABEL 式中是#或#Rm；,例：,LDRR8,R10LDRNER1,R5,#0 x960!STRR2,R9,#4STRBR0,R3,-R8,ASR#2LDRR1,localdataLDRR0,R1,R2,LSL#2LDRBR0,R2,#3LDRR1,R0,-R2,LSL#2STRR0,R7,#-8,例：,LDREQSHR11,R6LDRHR1,R0,#20STRHR4,R3,R2!LDRSBR0,constfLDRHR6,R2,#2LDRSHR1,R9STRHR0,R1,R2,LSL#2STRNEHR0,R2,#960!,例如,二进制编码格式,这一类数据传送格式的二进制编码如下：,多寄存器存取指令,多寄存器传送指令可以用一条指令将16个可见寄存器（R0-R15）的任意子集合（或全部）存储到存储器或从存储器中读取数据到该寄存器集合中。与单寄存器存取指令相比，多寄存器数据存取可用的寻址模式更加有限。,汇编格式,多寄存器存取指令的汇编格式如下：LDM/STM Rn!，,LDMDBR1!,R0,R2,R5STMIAR1!,R3-R6,R11,R12LDMIAR10!,R0-R7,LR,多寄存器传送寻址模式,r5,r1,r9,r0,r9,STMIA r9!,r0,r1,r5,1000,16,100c,16,1018,16,r1,r5,r9,STMDA r9!,r0,r1,r5,r0,r9,1000,16,100c,16,1018,16,r5,r9,STMDB r9!,r0,r1,r5,r1,r0,r9,1000,16,100c,16,1018,16,r5,r1,r0,r9,r9,STMIB r9!,r0,r1,r5,1000,16,100c,16,1018,16,块拷贝数据被存贮在基本寄存器的上面地址或下面地址 地址增加或减少是在存贮第一个值之前或之后开始的,Note:寄存器的部分或全部都可以用单指令传送Note:在表中的寄存器顺序并不重要Note:在表中包括 r15 i将造成控制流的改变,多寄存器数据传送 Increment After,习题,假设R0中内容为0 x8000，R1和R2中内容分别为0 x01和0 x10，存储器内容为空，执行下述指令后，寄存器和存储器内容如何变化?STMIBR0!,R1,R2LDMIAR0!,R1,R2,单寄存器交换指令（SWP）,交换指令把字或无符号字节的读取和存入组合在一条指令中。通常都把这两种传送结合成为一个不能被外部存储器的访问（例如来自DMA控制器的访问）分隔开的基本的存储器操作，因此本指令一般用于处理器之间或处理器与DMA控制器之间共享的信号量、数据结构进行互斥的访问。,二进制编码及汇编格式,其二进制编码格式如下：其汇编格式如下：SWP B Rd，Rm，Rn,SWPBR1,R1,R0SWPR1,R2,R3,3、转移指令,跳转指令用于实现程序流程的跳转，在ARM程序中有两种方法可以实现程序流程的跳转：使用专门的跳转指令。直接向程序计数器PC写入跳转地址值。ARM的转移指令可以从当前指令向前或向后的32MB的地址空间跳转，根据完成的功能它可以分为以下4种：B 转移指令 BL 带链接的转移指令 BX 带状态切换的转移指令 BLX 带链接和状态切换的转移指令,转移和转移链接指令（B，BL）,转移指令B在程序中完成简单的跳转指令，可以跳转到指令中指定的目的地址。BL是转移链接指令，它完全象转移指令一样地执行转移，但同时把转移后面紧接的一条指令的地址保存到链接寄存器LR（r14）。,二进制编码及汇编格式,二进制编码如下：汇编格式如下：BL,无条件转移：B,MOVR0,#10LOOPSUBSR0,#1BNELOOP,转移连接指令：BL,CMPR0,#5BLLTSUB1BLGESUB2SUB1MOVPC,R14注：只有SUB1不改变条件码，本例才能正常工作,当存在多级嵌套子程序时：BLSUB1SUB1STMFDR13!,R0-R2,R14BLSUB2SUB2,转移交换和转移链接交换（BX，BLX）,这些指令用于支持Thumb（16位）指令集的ARM芯片，程序可以通过这些指令完成处理器从ARM状态到Thumb状态的切换。类似的Thumb指令可以使处理器切换回32位ARM指令。,二进制编码,二进制编码如下：说明：在第一种格式中，寄存器Rm的值是转移目标，Rm的第0位拷贝到CPSR中的T位（它决定了是切换到Thumb指令还是继续执行ARM指令），31:1位移入PC；如果Rm0是1，处理器切换执行Thumb指令，并在Rm中的地址处开始执行，但需将最低位清零，使之以半字的边界定位；如果Rm0是0，处理器继续执行ARM指令，并在Rm中的地址处开始执行，但需将Rm1清零，使之以字的边界定位。,汇编格式,汇编格式如下：1：BLX Rm2：BLX“”一般是汇编代码中的一个标号，表示目标地址；,伪操作、宏指令及伪指令,伪操作是ARM汇编语言程序里的一些特殊指令助记符，主要是为完成汇编程序做各种准备工作，在源程序进行汇编时由汇编程序处理，而不是在处理器运行期间由机器执行。宏指令是一段独立的程序代码，它通过伪操作来定义。通过宏名来调用宏，并可以设置相应的参数。宏定义本身不会产生代码，只是在调用它时把宏体插入到源程序中。伪指令也是ARM汇编语言程序里的特殊指令助记符，也不在处理器运行期间由机器执行，它们在汇编时将被合适的机器指令代替成ARM或Thumb指令从而实现真正指令操作。,ARM汇编语言的伪操作,1、常量编译控制：.byte.hword/.short.word/.long/.int2、字符编译控制：.equ/.set.global.extern3、汇编程序代码控制：.text.data,ARM汇编语言的伪指令,ARM中伪指令不是真正的ARM指令或Thumb指令，它们在编译器对源程序进行汇编处理时被替换成相应的ARM或Thumb指令序列。,equx，88equy，76equz，96equstack_top，0 x1000global_starttextstart：movr0，#0 xABloop：movr0，r0，ASR#1movr1，#yaddr2，r0，r1，LSL#1movsp，#0 x1000strr2，spmovr0，#zandr0，r0，#0 xffmovr1，#y addr2，r0，r1，LSR#1ldrr0，sp,程序实例,movr1，#0 x01orrr0，r0，r1movr1，r2addr2，r0，r1，LSR#1stop：bstopend,五、ARM系统初始化过程简介,包括：中断向量表初始化存储器系统初始化堆栈初始化有特殊要求的端口、设备初始化应用程序执行环境改变处理器模式CALL 主应用程序,启动代码说明,启动代码是用来初始化电路以及用来为高级语言写的软件做好运行前准备的一小段汇编语言，是任何处理器上电复位时的程序运行入口点,功能,电路初始化为高级语言编写的软件运行做准备,特征,汇编语言程序复位运行入口点,5.1、中断向量表,初始化中断向量表,ENTRY:b ResetHandler/*for debug*/b HandlerUndef/*handlerUndef*/b HandlerSWI/*SWI interrupt handler*/b HandlerPabort/*handlerPAbort*/b HandlerDabort/*handlerDAbort*/b./*handlerReserved*/b HandlerIRQ b HandlerFIQ,其中关键字ENTRY是指定编译器保留这段代码，因为编译器可能会认为这是一段亢余代码而加以优化。链接的时候要确保这段代码被链接在0地址处，并且作为整个程序的入口。,2、初始化存储器系统,存储器的类型和时序配置存储器的地址分布,初始化看门狗、时钟,#*#*START*#*ResetHandler:ldr r0,=WTCON/*watch dog disable*/ldr r1,=0 x0 str r1,r0 ldr r0,=INTMSK ldr r1,=0 x07ffffff/*all interrupt disable*/str r1,r0#*#*Set clock control registers*#*ldrr0,=LOCKTIME ldrr1,=0 xfff strr1,r0,初始化存储器系统,ldr r0,=CLKCON ldr r1,=0 x7ff8/*All unit block CLK enable*/str r1,r0#*#*change BDMACON reset value for BDMA*#*ldr r0,=BDIDES0 ldr r1,=0 x40000000/*BDIDESn reset value should be 0 x40000000*/str r1,r0 ldr r0,=BDIDES1 ldr r1,=0 x40000000/*BDIDESn reset value should be 0 x40000000*/str r1,r0,#*#*Set memory control registers*#*ldr r0,=SMRDATA ldmia r0,r1-r13 ldr r0,=0 x01c80000/*BWSCON Address*/stmia r0,r1-r13#;*#;*Initialize stacks*#;*ldr sp,=SVCStack bl InitStacks#;*#;*Setup IRQ handler*#;*ldr r0,=HandleIRQ ldr r1,=IsrIRQ str r1,r0,3、初始化堆栈,ARM有7种执行状态（工作模式），每一种状态堆栈指针寄存器（SP）都是独立的；对每一种模式都要定义SP寄存器的堆栈地址；,初始化堆栈,#;*#;*The function for initializing stack*#;*InitStacks:mrs r0,cpsr bic r0,r0,#MODEMASK orr r1,r0,#UNDEFMODE msr cpsr_cxsf,r1/*UndefMode*/ldr sp,=UndefStack orr r1,r0,#ABORTMODE|NOINT msr cpsr_cxsf,r1/*AbortMode*/ldr sp,=AbortStack orr r1,r0,#IRQMODE|FIQ_MODE msr cpsr_cxsf,r1/*IRQMode*/ldr sp,=IRQStack orr r1,r0,#FIQMODE|IRQ_MODE msr cpsr_cxsf,r1/*FIQMode*/ldr sp,=FIQStack bic r0,r0,#MODEMASK orr r1,r0,#SVCMODE msr cpsr_cxsf,r1/*SVCMode*/ldr sp,=SVCStack#USER mode is not initialized.mov pc,lr/*The LR register may be not valid for the mode changes.*/,4、初始化有特殊要求的端口、设备,如驱动指示系统运行状态的一些简单的输出设备，如LED，蜂鸣器等一般外设初始化可以系统初始化之后进行,ROM地址的重映射,5、初始化应用程序执行环境,完成必要的从ROM到RAM的数据传输,6、改变处理器模式,管理员模式,多种特权模式,用户运行模式,复位后缺省模式,堆栈初始化阶段,用户选择,7、呼叫主应用程序,系统初始化工作完成后，程序流程转入主应用程序执行可以直接从启动代码跳到应用程序的主函数入口,初始化应用程序执行环境,#*#*Copy and paste RW data/zero initialized data*#*LDR r0,=Image_RO_Limit/*Get pointer to ROM data*/LDR r1,=Image_RW_Base/*and RAM copy*/LDR r3,=Image_ZI_Base/*Zero init base=top of initialised data*/CMP r0,r1/*Check that they are different*/BEQ F1F0:CMP r1,r3/*Copy init data*/LDRCC r2,r0,#4/*-LDRCC r2,r0+ADD r0,r0,#4*/STRCC r2,r1,#4/*-STRCC r2,r1+ADD r1,r1,#4*/BCC F0F1:LDR r1,=Image_ZI_Limit/*Top of zero init segment*/MOV r2,#0F2:CMP r3,r1/*Zero init*/STRCC r2,r3,#4 BCC F2MRSr0,CPSRBICr0,r0,#NOINT/*enable interrupt*/MSRCPSR_cxsf,r0/*jump to main()*/BLMain B.,测验2,写一条ARM指令，分别完成下列操作a)r0=16 c)r1=r2*3b)r0=r1/16(带符号的数字)d)r0=-r0下面哪些立即数是数据处理指令中有效的数据a)0 x00AB0000b)0 x0000FFFFc)0 xF000000Fd)0 x08000012e)0 x00001f80f)0 xFFFFFFFFBIC指令做什么用？ARM指令的寻址方式有几种？分别举例说明ARM指令系统中对字节、半字、字的存取是如何实现的？,六、基于ARM核的嵌入式 软件开发环境与技术介绍,主要内容,（一）、开发环境（二）、开发流程（三）、工程的建立与配置（四）、编写软件源文件（五）、软件工程的编译链接（六）、软件调试（七）、可执行文件固化,（一）、开发环境,开发环境的组成,PC,开发环境的连接,Embest IDE界面,Embest IDE特征,支持所有ARM7，ARM9系列处理器；支持开发语言：C和汇编；支持Windows 98、XP、NT及2000等操作系统；源码编辑器：支持标准的文本编辑功能，支持语法分色显示。图形化的工程管理与设置，图形化设置编译连接选项。调试功能：可进行程序下载、断点设置、单步执行、异常处理等，可查看修改存储区、寄存器、外围寄存器、变量，可查看函数栈，显示反汇编指令及源文件交叉显示。丰富的例程：提供Atmel、Samsung、OKI、Cirrus Logic等多家公司ARM处理器的调试程序示例和使用说明。配合Embest PowerICE仿真器，速度达120KBytes/秒。,Embest 仿真器,（二）开发流程,开发流程,工程建立,源文件,在源文件中，除应用程序外，用户需要做的最主要工作是编写启动程序，包括汇编启动程序*.s和C语言启动程序*.C，它主要是完成一些和硬件相关的初始化的工作，为应用程序作准备。在程序编译时需要增加一个链接脚本文件，该文件描述代码链接定位的有关信息，包括代码段，数据段，地址段等，链接器必须使用该文件对整个系统的代码做正确的定位。,源文件,在程序的调试过程中可以选择使用存储区映像文件*.map和命令脚本文件*.CS配合程序的调试。存储区映像文件*.map可以防止在软件调试过程中访问非法存储区时产生异常中断；命令脚本文件*.CS则是通过一组命令序列来让集成环境自动完成一些特定的功能。,（三）、工程的建立与配置,开发流程之一:,工程的建立与配置步骤,建立软件工程,创建新工程,选择File菜单项中的建立新工程选项,输入工程名和要保存工程的路径名,用户可以在工作区内自由添加各种文件,建立软件工程,处理器配置,配置ARM7ARM9,配置芯片厂家,配置具体芯片型号,配置调试设备,配置PowerICEARM7PowerICEARM9SimArm7,PC和仿真器通讯设置,开发流程之二:,（四）、编写软件源文件,软件源文件的形式（语言）,标准C语言文件,汇编语言文件,汇编代码文件*.s,C代码文件*.c C包含文件*.h,示例,软件源文件的形式（功能）,启动程序文件,系统复位后开始执行的程序部分,汇编代码200行，执行空间1KB,应用程序文件,启动程序执行完后开始执行的部分,C源代码1000050000行，100KB 500KB,开发流程之三:,（五）、软件工程的编译链接,调试配置,控制程序执行,观察调试信息,存储区窗,函数栈窗,观察窗,变量窗,寄存器窗,外围寄存器窗,