ARM 工作状态切换Word格式.docx

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软件学院

专业

软件工程

班级

姓名

学号

实验日期

实验

目的

1．掌握7种工作模式的切换方法，熟悉各种工作模式下的寄存器。

2．掌握2种工作状态的切换方法。

3．掌握工作模式和工作状态切换的程序设计方法。

准备

1.实验设备：

硬件：

PC机

软件：

ADS1.2集成开发环境

2.知识准备：

书上第二、三、四章知识内容

进度

本次共有2个练习，完成2个。

内容

一、实验内容

1．工作模式的切换

（1）使用MSR/MRS指令切换工作模式，并初始化各工作模式下的堆栈指针。

（2）观察ARM在各种工作模式下的寄存器的区别。

（3）观察并记录ARM在各种工作模式间切换时寄存器的变化情况。

2．工作状态的切换

（1）使用BX指令完成ARM与THUMB状态的切换

（2）使用BLX指令完成ARM与THUMB状态的切换

3．工作模式和工作状态切换实验流程

（1）建立一个新工程。

（2）建立一个汇编源程序，并添加到工程中。

（3）编译链接工程，设置编译连接控制选项，选择在线仿真模式。

（4）使用AXD进行调试。

二、实验步骤

（1）启动ADS1.2集成开发环境，建立工程mode，编辑汇编源程序文件为mode_switch.s,添加到工程项目中。

要求初始化各模式下的堆栈指针（先定义堆栈长度和堆栈空间），并重新设置各种模式堆栈。

（2）工作模式切换顺序为：

管理模式→IRQ模式→FIQ模式→中止模式→未定义模式→系统模式→用户模式。

用户模式→系统模式。

（3）编译并链接程序，使用寄存器观察，运用单步执行方式调试程序mode_switch.s验证工作模式的切换，观察并记录状态切换时CPSR和SP的变化。

（3）随着程序调试过程中在模式间的切换，使用寄存器观察器切换到不同的工作模式下观察SP的变化情况，说明IRQ模式下SP的设置情况。

（4）重新修改程序编译调试，在不同模式下对堆栈进行操作，使用内存观察器观察不同的工作模式下SP的位置、堆栈入栈操作后栈中数据的变化情况以及SP指针值的变化情况，说明FIQ模式下进栈操作的情况。

（1）启动ADS1.2集成开发环境，建立工程arm_thumb1，编辑汇编源程序文件为status1.s，添加到工程项目中。

使用BX指令完成ARM与THUMB状态的切换。

（2）建立工程arm_thumb2，编辑汇编源程序文件为status2.s，添加到工程项目中。

使用BLX指令完成ARM与THUMB状态的切换。

（3）调试status1.s和status2.s源程序，记录状态切换时LR、PC和CPSR的变化情况。

分析

日

一、七种模式转换

1.编译并链接程序。

使用寄存器观察器，运用单步执行方式调试程序test.s，验证工作模式切换。

图1.1初始状态

2.随着程序调试过程中在各模式间的切换。

图1.2IRQ模式

图1.3FIQ模式

图1.4ABT模式

图1.5UND模式

图1.6SYS模式

图1.7USR模式

图1.8结束

二、两种状态切换

图2.1

如图2.1，把thumbcode+1值赋给R0，R0[0]位置1，要执行thumb指令集。

图2.2跳转

图2.3进入thumb程序

图2.4将arm子程序标号赋给R0

图2.5跳转到ARM子程序

图2.6执行ARM子程序

总结

通过这次实验，我学会了使用MSR/MRS指令实现ARM处理器工作模式的切换，通过实验观察到不同模式下的寄存器，加深了对CPU结构的理解，掌握工作模式和工作状态切换的程序设计方法。

教师

评语