ARM 工作状态切换.docx

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ARM工作状态切换

辽宁工程技术大学上机实验报告

成绩

课程名称

汇编语言程序设计

实验题目

工作模式和工作状态的切换

院系

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。

实验

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

实验

进度

本次共有2个练习，完成2个。

实验

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．工作模式的切换

（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。

2．工作状态的切换

（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。

实验

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

实验

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