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1、Thumb汇编指令实验一实验目的通过实验掌握ARM处理器16位汇编指令的使用方法。实验设备l硬件：PC机。l软件：ADS1.2集成开发环境，Windows2000/XP/2003。实验内容l使用Thumb汇编语言，完成基本的寄存器/存储器访问，以及基本的算术的逻辑/运算;l使用Thumb汇编语言，完成较为复杂的程序分支、PUSH/POP的使用，领会立即数大小的限制，并体会ARM与Thumb的区别。实验原理(1)ARM处理器有两种工作状态：nARM状态：32-bit，按字排列的ARM指令集。nThumb状态：16-bit，按半字排列的Thumb指令集。引入Thumb状态的原因有
2、以下两点：n优化了的代码密度，Thumb指令集是ARM指令集的一个子集。n在窄内存（16位）的情况下，Thumb状态指令集有更好的表现。注意：因为Thumb状态下是半字寻址，所以PC寄存器的最低位bit[0]为0，而ARM状态下为字寻址，所以PC寄存器的bit[1:0]为0。(2)ARM/Thumb状态的切换：进入Thumb状态：n当操作数寄存器的状态位为1时，执行BX指令进入Thumb状态。n如果处理器在Thumb状态进入异常（ARM状态），则当从异常返回时，自动切换到Thumb状态。进入ARM状态：n执行BX指令，并设置操作数寄存器的状态（bit[0]）为0；n进入异常时
3、，将PC放入异常模式链接寄存器中，从异常向量地址开始执行也可以进入ARM状态。(3)Thumb状态的寄存器结构：Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，程序员可以直接访问的寄存器有R0~R7,PC,SP,LR,CPSR寄存器。Thumb状态和ARM状态的寄存器对应关系如图1所示：图1Thumb状态和ARM状态的寄存器对应关系实验步骤1.打开CodewarriorForARMDeveloperSuite，依次点击File->New，新建一个ThumbARMInterworkingImage工程，工程名取为Example，点击OK。2.点击File->New->File新建一A
4、RM汇编源文件，取名为Sum.s，放在工程目录中；点击Addtoproject单选框，选择加入的工程；选择生成目标（Debug、DebugRel、Release），并保存。注意，一定要加文件后缀.s来标识为汇编源文件，也可以新建.c或.cpp来分别创建C源文件和C++源文件。3、向汇编源文件中添加程序代码，并保存。注意，ARM汇编源程序格式要求指令代码不能顶格写，需加space或tab键以识别指令信息，标号需顶格写。4、点击Make按钮对源代码进行编译，生成Sum.o目标文件。5、点击Debug按钮进入AXD调试运行界面。6、单步执行程序，实时地通过寄存器窗口来观察数据信息，
5、通过底部的信息栏来获取调试信息，透过实验加深理解Thumb指令的使用。实验参考程序NEQU10;定义N的值为10AREASum,CODE,READONLY;声明代码段SumENTRY;标识程序入口CODE32;声明32位ARM指令ARM_CODELDRSP,=0x40003F00;设置堆栈指针ADRR0,THUMB_CODE+1BXR0;跳转并切换处理器状态CODE16;声明16位Thumb指令THUMB_CODELDRR0,=N;设置子程序SUM_N的入口参数BLSUM_N;调用子程序SUM_NBTHUMB_CODESUM_NPUSH{R1-R7,LR};寄存器入栈保护MO
6、VSR2,R0;将N的值复制到R2，并影响条件码标志BEQSUM_END;若N的值为0，则返回。(此时R0没有被更改)CMPR2,#1BEQSUM_END;若N的值为1，则返回。(此时R0没有被更改)MOVR1,#1;初始化计数器R1=1MOVR0,#0;初始化结果寄存器R0=0SUM_L1ADDR0,R1;R0=R0+R1BCSSUM_ERR;结果溢出，跳转到SUM_ERRCMPR1,R2;将计数器的值与N比较BHSSUM_END;若计数器的值≥N，则运算结束ADDR1,#1BSUM_L1SUM_ERRMOVR0,#0SUM_ENDPOP{R1-R7,PC};寄存器出栈，返
7、回END实验思考题1.简述本次实验参考程序实现怎样的功能。2.下列为ARM指令，写出等价的Thumb指令。同时简述ARM指令集与Thumb指令集中的移位操作有何异同点。(1)SUBR2,R1,#10(2)ADDR1,R1,R1,LSR#4(3)MOVR1,R1,LSL#3(4)SUBSR2,R2,R3,ASL#2(5)STMFDSP!,{R0-R7,LR};压入堆栈LDMFDSP!,{R0-R7,PC};从堆栈中恢复1.MOVR2,R1SUBR2,#102.LSRR3,R1,#4ADDR1,R33.LS
