ARM處理器工作模式試驗(yàn)報(bào)告

1、肇 慶 學(xué) 院電子信息與機(jī)電工程 學(xué)院 實(shí)驗(yàn)日期：2022年11月30日班級(jí)：12電氣1班 姓名：李俊杰 學(xué)號(hào)：19老師評(píng)定:實(shí)驗(yàn)二：ARWb理器工作模式實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握學(xué)會(huì)使用 MSR/MRS令實(shí)現(xiàn)ARMfct理器工作模式的切換,觀察不同 模式下的存放器,加深對(duì) CP閭構(gòu)的理解.通過實(shí)驗(yàn)掌握l(shuí)d中如何使用命令行指定代碼段起始地址.二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件：PC機(jī).軟件：Embest IDE Pr0 2022 集成開發(fā)環(huán)境,Windows 98/2000/NT/XP.三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過ARM匚編指令,在各種處理器模式下切換并觀察各種模式下存放器的區(qū)別. 掌握ARM同模式的進(jìn)入與退出.處理Hi

2、t式淳明flip UXJ'常厚技擰R式FTQ Bq支持高速施何偉退苴荷遭41周凄Q 函用十遍用中斷佻埋青科 AVCH柞累見保護(hù)模式中ibt寶無虛松春慵鞋如 成"健器爆護(hù)泰足Jt lied支持融付期虻拜裕的救陣訪Ml flpJ|VCj圮什特忖操作熊境仕寺第3一上處理H橫或四、實(shí)驗(yàn)原理1. ARMt理器模式AR"系結(jié)構(gòu)支持表3-2所列的7種處理 器模式.在軟件限制下可以改變模式,外部中斷或 異常處理也可以引起模式發(fā)生改變.圖2-1它們可以自由地訪問系統(tǒng)資源和改變大多數(shù)應(yīng)用程序在用戶模式下執(zhí)行.當(dāng)處 理器工作在用戶模式時(shí),正在執(zhí)行的程序不能 訪問某些被保護(hù)的系統(tǒng)資源,也不

3、能改變模式, 除非異常發(fā)生.這允許適當(dāng)編寫操作系統(tǒng)來控 制系統(tǒng)資源的使用.除用戶模式外的其他模式稱為“特權(quán)模式, 模式.其中的 5 種稱為“異常模式,即 FIQ(Fast Interrupt Request) > IRQ(lnterrupt Request) > 治理(Supervisor)、中止(Abort)和未定義(Undefined).當(dāng)特定的異常出現(xiàn)時(shí),進(jìn)入相應(yīng)的模式.每種模式都有某些附加的存放器,以避 免異常出現(xiàn)時(shí)用戶模式的狀態(tài)不可靠.剩下的模式是“系統(tǒng)模式".僅AR"系2構(gòu)V4以及以上的版本有該模式.不能 由于任何異常而進(jìn)入該模式.它與用戶模式有完全

4、相同的存放器,但它是特權(quán)模式,精品 不受用戶模式的限制.它供需要訪問系統(tǒng)資源的操作系統(tǒng)任務(wù)使用,但希望防止使用 與異常模式有關(guān)的附加存放器.防止使用附加存放器保證了當(dāng)任何異常出現(xiàn)時(shí),都不 會(huì)使任務(wù)的狀態(tài)不可靠.精品2.程序狀態(tài)存放器3.2節(jié)提到的程序狀態(tài)存放器 CPS序口 SPSR&含了條件碼標(biāo)志、中斷禁止位、當(dāng) 前處理器模式以及其他狀態(tài)和限制信息.每種異常模式都有一個(gè)程序狀態(tài)保存存放器 SPSR當(dāng)異常出現(xiàn)時(shí),SPSFffl于保存CPSR勺狀態(tài).3.本實(shí)驗(yàn)涉及到的Id命令行參數(shù)-Ttext org使用org作為輸出文件的text段的起始地址.org必須是十六進(jìn)制數(shù).實(shí)驗(yàn)操作步驟(1)參

5、考3.1節(jié)實(shí)驗(yàn)A的步驟(1)建立一個(gè)新的工程,命名為 ARMMode(2)參考3.1節(jié)實(shí)驗(yàn)A的步驟(2)和實(shí)驗(yàn)參考程序編輯輸入源代碼.編輯完畢后,保存文件為ARMMode.s(3)選擇菜單項(xiàng)Project- Add To Project- Files ,或在工程治理窗口右擊選擇 快搪菜單命令,翻開文件選擇對(duì)話框,在工程目錄下選擇剛剛建立的源文件 ARMMode.s(4)參考3.1節(jié)實(shí)驗(yàn)A的步驟(4)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置.注意：在鏈接器設(shè)置選項(xiàng)卡的 Link Options框內(nèi),手動(dòng)加上“ -Ttext Ox0 ,即 指定代碼段起始地址為OxQ如圖3-8所示.(5)參考3.1節(jié)實(shí)驗(yàn)A的步驟(5)生成目標(biāo)

6、代碼.(6)在調(diào)試設(shè)置選項(xiàng)卡中的Download address文本框內(nèi),輸入的下載地址應(yīng)該與 鏈接器設(shè)置中指定的代碼段起始地址相同,以保證程序能夠正常執(zhí)行,如圖3-9所示.(7)選擇菜單項(xiàng)Debug Remote Connect連接軟件仿真器,執(zhí)行 Download命令下 載程序,并翻開存放器窗口.(8)單步執(zhí)行,觀察并記錄存放器RO和CPSRfi的變化,以及每次變化后執(zhí)行存放 器賦值后36個(gè)存放器值的變化情況,尤其注意各個(gè)模式下R13和R14的值.結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)資料,觀察程序運(yùn)行,通過實(shí)驗(yàn)加深理解ARM&種狀態(tài)下寄存器的使用.理解和掌握試驗(yàn)后,完成實(shí)驗(yàn)練習(xí)題.精品| As-rn

7、iliter LinkerCategacY； |Groi-rflij 甫% M,*薜 IHtUehcr er Library Lhk Qptiand：Tlcrf QkO bMntfe.f Vf$|C n n n mu if it nXHAj J- H FSJ,-* FMhtH* 事例*五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果LlLF圖2-2MTN jkrtMRi eEH,A- Phnmwt jhqwHamfWk圖2-3系統(tǒng)模式 -", , 足HI,E：Wjf llTw4EMP-i 9亡；：*9nid情HM.MAU；制1JLr BWmrii.iJl:lib Bl M ni n 5; «! WWiMi-i

8、Lhgii Mi *R9:i F1；> R2；exsaaoosoi exOOBBWK b0O90NIB3.R交SKiaNNMj R4二oxeaNoeosj R5；Ox湖州即05.R6：taSI90N07p R7：RxNMNlKj R8:tl 乂期如翱制-塞Current f F9： Gx9D9SaElfla+ MO： MBBMNbj對(duì)1:航.郵舵HOc d R12； axoaeflcnDd+ nia：翻的.網(wǎng)"?w ru： axoijeoooH 4R15： BKD9C6U07e d sp； GxBOdoaoflB lr： geo邨肝肝 « PC：馳口0郵艙76 CPS

9、R:以覘盹dOdf d SPSR: Bx906GflCae工舞llspr 精品If . EiiiMOBl.rtV Di l.rik 6K- j.l. rlr ftvnfWfd.ViiMBrtira# 1 -4.4atq<tnit iijMrieu J |Wi % JPwUttatrteMMM I 6二 =l三三三三三三 *("叨,*?-; *時(shí)氏».叫密 0曲好H.miHI蝴加hll',w.l.:t用KjjMEmrMMVrFWli ft I缽 Pd ilit Mt 4 II*. WJH IdurlN卡f M *. XIFH4UW.-9 0 手 9 9 V M

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11、«815 R14： ttsOBQIVSIfi R15: OxMOIOMc sp： oxO09aeoisLR：班施明眈16 PC： 0009409c DPSR: 0x990000(11 SPSR： (IxRFISRSBOn圖2-4快中斷模式-*.fjAMItoc 5 nprirskflBMrr/ E,a/# 411 _ rtISibiiHdu,M4, iii(ffl-柒if】5 ji蛔JtarHltatrfcBmibBe- rrTE 即1eigr 4ll. rf|N： feMMSMm1H*.4 K. bHttMfimMAiUihmihr1., &BtaMAx.m< gMM

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13、aM環(huán)1- hiHHUIflft*srt A1HMNi"l'ri.fl i公匕hflMT"U 小ftMr-t二IWjT器X.融fTl于一-taMinj 3i'rL Mfeirir -KsijwimliflMtar*w# vt 看/ 44 T / ijir Hw* iiltfEn,8 咻I nwwL»v|E|KUifri.F；.圖2-5治理模式精品"e9& & 8 G 0 $ g $ g g $ o g s 8 & g-Current -RO: BxOBOQGMS ri： tKOsiewuR2： »xau0

14、O0OO3 R3: QxOOQGCGOU RU：歌刖口©血能R5； OXMISB096 R6: 9x0000000? R7: 9x08006088RB： BxlieoaenR9： nt mownR1fi: DxBVQOOMOR11： OIUOS0DOBR12： OlMOHBOB R13： DXM0MB17 R1M： BIVIC0OS1B R15： axsifleoob4 SP: 0x00800017LR:耽MQ眥倒8PC: »xOUOQ0tt>4 CPSR: OxQOCOOOdS SPSR：酰QHCimW00A._*1 1dHKT二觸F刖匚H-Currentli MI

15、K Imhhjr=三三三三三三一IfcILIrIJ-R:幅吐* *#l«irICLg 嗎lErul業(yè) Em；- 胴WL廣卜itifcfc1KiiLflmlE lir*WdFBR J； =QTgMS：K;rii»MKVl»MlHr<-Mjiii： HnR Hl W,山 寓 d * Ui torii# XCl.MMhiMM.圖2-6中止模式Rfl; OxOBDOaOd? R1： ex0C000002 R2： 6x00000003 R3： exaBOOaOQU R4： exOCO00O05 RS： ex0COOOO06 R6： ex0BQSaOO7 R7： SxO

16、dOOOOOS RS： exeeoooooo R9: exOBQSOOOO R10： Bxfloaoam R11： IXGOOOOOOO R12: OKBOSOOOOa R13： OXSOOO0O17 R14: OKSOO0OO1a R15: OXGOOODOcc SP； e»OGO 00019 LR： 0x0600001a PC: CkOUOOOOcc CPSR： O»SSOOOOd? SPSR： O>0O0OOOaOi+ 葡Hq 斑gwitah > f=LiELtiJn m M田9 :7修 U圖2-7普通中斷-0 - Current * RO: 9x9980

17、80(12 , «1： F1XOOOOO0Q2 / R2： 9x90000003 * R3： Bxsoaoeocii V 岫；9x900080 R5: 9x90000066 d R6： oxomaoo? / R7： 9x90808068 ,R8： 9X9OOOO0S0 / R9:奴.削削.眈 y rib； oxoaoeoQoo .R11： OXOOOO0SO6 .«12： 0x00000606 |/ m3： axsaoeooih ,R14： OK0OOO061C .R15: OxOOOOQQeli W £P： SKSoaoaaib “ LR： 0x9000001c

18、 ,PC： 9xO0OOOOe4 / CPSft： 9KOOeOCQd2 Q SPSR: SxaoaOSQQD + 籌III. 精品圖2-8未定義模式-Current RO: aM0D9B0Bdb R1: 1x00眄眥毗R2： iKOoaaoonH3: 8x00960004M；腫MO頻明5 RS： tHOOatQOMR6: 800960007 R7： BxWIMOCIKRS： Vx00910000R9： 0M0O9O6OOa me： exeMaoooi mi： GxoaitcaaaR12： cxoaocoosa R19: GxO9BOO01d R14: CxOOaOOOIe R15： Cx09

19、aGO0l=c SP: 0MOO9B0D1d lr； sxmaeome pc： axoosesoFc CPSR: OxM白酬明b spsr: axseoDOBae實(shí)驗(yàn)參考程序.global _start.text_start:#-Setup interrupt/exception vectorsB ResetHandlerUndefined_Handler: B SWI.Prefetch_Handler: Abort_Handler:NOP IRQ_Handler:BFIQHandler:BB Undefined_Handler HandlerB Prefetch_HandlerB Abort

20、_HandlerIRQ_HandlerFIQHandlerSWI_Handler:MOV pc,lrReset_Handler:讀 CPSFfi */清低5位*/*將模式設(shè)為系統(tǒng)模式*/將r0寫入CPSR */在系統(tǒng)模式初始化存放器*/# into System modeMRS r0,CPSR /*BIC r0,r0,#0x1f/*ORR r0,r0,#0x1fMSR CPSR,r0 /*MOV r0,#1/*精品MOV r1,#2MOV r2,#3MOV r3,#4MOV r4,#5MOV r5,#6MOV r6,#7MOV r7,#8MOV r8,#9MOV r9,#10MOV r10,#11MOV r11,#12MOV r12,#13MOV r13,#14MOV r14,#15# into FIQ modeMRS r0,CPSRBIC r0,r0,#0x1fORR r0,r0,#0x11 /*將模式設(shè)為快中斷模式*/MSR CPSR,r0MOV r8,#16 /*在快中斷模式初始化存放器*/MOV r9,