嵌入式系统实践实验报告--汇编和C 语言的相互调用.docx
计算机科学技术系上机实践报告课程名称：嵌入式系统实践年级：上机实践成绩:指导教师：姓名：创新实践成绩:上机实践名称：汇编和C语言的相学号：上机实践日期:互调用上机实践编号：No.3组号：上机实践时间:V实验目的1. 阅读EmbCStEduKit-III启动代码，观察处理器启动过程；2. 学会使用EnlbeStIDE辅助信息窗口来分析判断调试过程和结果；3. 学会在EmbeStIDE环境中编写、编译与调试汇编和C语言相互调用的程序。二、实验设备1. 硬件：EmbestEDUKIT-111（实验平台）PC机2. 软件：EmbestIDEProARM集成开发环境，Windows98/2000/NT/XP。三、实验内容使用汇编完成一个随机数产生函数，通过C语言调用该函数，产生一系列随机数，存放到数组里面。1 .C语言的编译过程C语言程序一汇编语言程序f目标可执行程序2 .汇编语言的函数调用过程参数准备函数返回汇编函数间调用3 .函数调用举例C语言调用汇编函数汇编语言调用C语言函数4 .命令脚本文件和链接脚本文件四、实验原理1. ARM过程调用ATPCS（ARM）ATPCS是一系列用于规定应用程序之间相互调用的基本规则，这此规则包括：支持数据栈限制检查；支持只读段位置无关（ROPI）；支持可读/写段位置无关（RVVPI）；支持ARM程序和ThUmb程序的混合使用；处理浮点运算。使用以上规定的ATPCS规则时，应用程序必须遵守如下：程序编写遵守ATPCS；变量传递以中间寄存器和数据栈完成；汇编器使用-apes开关选项。关于其他ATPCS规则，用户可以参考ARM处理器相关书籍或登录ARM公司网站。程序只要遵守ATPCS相应规则，就可以使用不同的源代码编写程序。程序间的相互调用最主要的是解决参数传递问题。应用程序之间使用中间寄存器及数据栈来传递参数，其中，第一个到第四个参数使用R0R3,多于四个参数的使用数据栈进行传递。这样，接收参数的应用程序必须知道参数的个数。但是，在应用程序被调用时，一般无从知道所传递参数的个数。不同语言编写的应用程序在调用时可以自定义参数传递的约定，使用具有一定意义的形式来传递，可以很好地解决参数个数的问题。常用的方法是把第一个或最后一个参数作为参数个数（包括个数本身）传递给应用程序。ATPCS中寄存器的对应关系如表35所列:表35ATPCS规则中寄存器列表ARM寄存器ATPCS别名ATPCS寄存器说明RO-R3<=>al-a4参数/结果/scratch寄存器1-4R4<=>vl局部变量寄存器1R5<=>v2局部变量寄存器2R6<=>v3局部变量寄存器3R7<=>V4、wr局部变量寄存器4ThUmb状态工作寄存器R8<=>v5ARM状态局部变量寄存器5R9<=>V6、sbARM状态局部变显寄存器6RWPI的静态基址寄存器RlO<=>V7、siARM状态局部变星寄存器7数据栈限制指针寄存器Rll<=>v8ARM状态局部变量寄存器8R12<=>P子程序内部调用的临时(SCmtCh)寄存器R13<=>sp数据栈指针寄存器R14<=>Ir链接寄存器R15<=>PC程序计数器2.main()函数与gccmain()当应用程序中包含了main。函数，将会引起对C运行时库的初始化。该初始化是通过函数gccmain()实现的，即在main。函数入口处，编译器会首先调用gccmain()函数，然后才是执行编写的代码。_gccmain()函数在gcc的标准库里面实现。当应用程序中没有包含main。函数，将不会引起对C运行时库的初始化。这时，C运行时库的很多功能在应用程序中是不能使用的。在基础实验的课程里面，我们没有涉及到函数库的内容，因此，我们不打算在这里加入函数库的使用。因此，如果我们使用main函数作为应用程序的主函数，可以在源代码中加入一个空的.gccmain。函数（用C语言或者汇编语言均可）。图3-14 explasm工程文件设置界面五、实验步骤1 .考本章其他实验，创建新的工程，工程名为：explasm：2 .按照参考程序，重新编写源代码文件并分别保存为randtest.c,init.s,random.s和IdSCript,并把它们加入工程里面；3 .参照其他基础实验操作，按照编译一汇编器配置一链接器配置一调试器配置设置新工程，并编译、链接工程，如图3-14所示；4 .下载调试文件，打开memoryregisterWatCh/variable/CaIlStaCk窗口，单步执行程序。通过以上窗口，跟踪程序运行，观察分析运行结果，通过实验学会使用EmbeStlDE进行应用程序的开发与调试；5 .理解和掌握实验后，完成实验练习题。6 .习题:- 编写一个汇编程序mixop.s- 实现函数y=mixop(xl,x2,x3)- y=xl+x2*x3- 调用c2.c中的multiply函数- C程序1：cl.c- 实现函数voidinit();- 作为启动时的起始地址- 在该函数内要调用mixop函数完成6+40*50,结果存放在变量y中。- C程序2：c2.c- 实现函数y=multiply(xl,x2)- y=xl*x2提示：init()函数结尾时，设置死循环调试过程、结果和分析编写三个函数八、×JBuildingproject:exparm-elf-gcc-gdwarf-cC:EmbestIDEExamplesexpc2.c-o.debugc2.oarn-elf-as-gdarF2C:EmbestIDEExamplesexpmixop.s-o.debugi×oarn-elF-ld-Ttext0×0-o.debugexp.elF.debugd.o.debugc2.o.cygdriuecEnbestIDEBuildxgcc-arm-elFbinaru-elF-ld:Warning:caComnand(三)successfullyexecuted.运仃cl.c§R10：0X00000000。R10：0×00000000。R11：0X00000000。R11：0×FffFfffcqR12：0x00000000。R12：0×00O0OOOOqR13:O×FfFfffF0NR13:OxFFFFffec0R14：0×00000O0O。R14：0X00000000。R15：O×OO090008。R15：O×0O0OOO1OqSP：0xfFFFFFF0/SP：GXffffffeCGLR:0×0000000WLR：0X00000000*PC：×00000008。PC：×000000109CPSR：O×0000OOd3。CPSR：0×0O0000d3qSPSR：0x00000000jSPSR：O×OOOOOO0将常数赋值给r,rl,r20 12 RRR O <>0×000000060X000000280X00000032R3：0×O0000000R4：O×00O00000R5：0×0000O00OR6：O×O00O0OO0R7：0×00000000R8：0×O0OOOO00DQ-AvAAAAAAAmixop.s俣存当前地址R11：GXFFFFFffCR12：0×O00000O0R13：OxFFFFFFecR14：0×OOOO002OR15：0×O00OOO58SP:OxFFFFFFec1.R:0×000000200PC：0×0OO0OO58。CPSR：0×00OOO0d3。SPSR：0X00000000将r3的值放入rRO：0x00000032R1：0×OOOOO028R2：O×0OO00O32R3：0X0O0000O0R4：0x00000006R5：OxO0O0OOOOR6：0X0O000000R7：0x00000000R8：0×O00O00O0R9：OxOOOOOOOr*rl的值放入rqR0:0×0O0O07dO。R1：0X00000028。R2：x00000032PR3：0×00O0O7dO。R4：0x00000006。R5：0X00000000。R6：0x00000000。R7：O×O00000OO。R8：0X00000000&R9：0X00000000R0+r4的结果存入rR:0×000007d6R1：0x00000028R2：0x00090032R3：0×00OOO7dORU:O×O0OOOO6R5：O×0000OO00R6：0×00000000R7：0x00000000R8：0x00000000R9:0x00000000七、总结本次实验主要是将两个C函数与一个汇编函数连接，从而实现相互调用。编译之后调试过程中遇到了一些错误，后来发现是程序入口的地址应该和连接脚本写得一样，之后调试成功。八、附件cl.cexternintunsignedmixop(intxl,intx2,intx3);voidinit()(inty;y=mixop(6,40,50);while(1)()Mixop.s.globalmixop.externmultipy.textmixop:movip,spstmdbsp!,fp,ip,Ir,pcsubfp,ip,#4movr4,rmovr,r2blmultiplyaddr,r,r4Idmdbfp,fp,sp,pc).endC2.cunsignedintmultiply(xl,x2)inty;y=xl*x2;returny;
