嵌入式系統(tǒng)實踐實驗報告-匯編和C 語言的相互調(diào)用

第?次實驗實驗名稱 學號姓名第3次實驗匯編和C語言的相互調(diào)用1第1頁共8頁計算機科學技術(shù)系上機實踐報告課程名稱：嵌入式系統(tǒng)實踐年級：上機實踐成績：指導教師：姓名：創(chuàng)新實踐成績：上機實踐名稱：匯編和C語言的相互調(diào)用學號：上機實踐日期：上機實踐編號：No.3組號：上機實踐時間：實驗?zāi)康拈喿xEmbestEduKit-III啟動代碼，觀察處理器啟動過程；學會使用EmbestIDE輔助信息窗口來分析判斷調(diào)試過程和結(jié)果；學會在EmbestIDE環(huán)境中編寫、編譯與調(diào)試匯編和C語言相互調(diào)用的程序。實驗設(shè)備硬件：EmbestEDUKIT-III（實驗平臺）PC機軟件：EmbestIDEProARM集成開發(fā)環(huán)境，Windows98/2000/NT/XP。實驗內(nèi)容使用匯編完成一個隨機數(shù)產(chǎn)生函數(shù)，通過C語言調(diào)用該函數(shù)，產(chǎn)生一系列隨機數(shù)，存放到數(shù)組里面。C語言的編譯過程C語言程序→匯編語言程序→目標可執(zhí)行程序匯編語言的函數(shù)調(diào)用過程參數(shù)準備函數(shù)返回匯編函數(shù)間調(diào)用函數(shù)調(diào)用舉例C語言調(diào)用匯編函數(shù)匯編語言調(diào)用C語言函數(shù)命令腳本文件和鏈接腳本文件實驗原理1.ARM過程調(diào)用ATPCS（ARM）ATPCS是一系列用于規(guī)定應(yīng)用程序之間相互調(diào)用的基本規(guī)則，這此規(guī)則包括：支持數(shù)據(jù)棧限制檢查；支持只讀段位置無關(guān)（ROPI）；支持可讀/寫段位置無關(guān)（RWPI）；支持ARM程序和Thumb程序的混合使用；處理浮點運算。使用以上規(guī)定的ATPCS規(guī)則時，應(yīng)用程序必須遵守如下：程序編寫遵守ATPCS；變量傳遞以中間寄存器和數(shù)據(jù)棧完成；匯編器使用-apcs開關(guān)選項。關(guān)于其他ATPCS規(guī)則，用戶可以參考ARM處理器相關(guān)書籍或登錄ARM公司網(wǎng)站。程序只要遵守ATPCS相應(yīng)規(guī)則，就可以使用不同的源代碼編寫程序。程序間的相互調(diào)用最主要的是解決參數(shù)傳遞問題。應(yīng)用程序之間使用中間寄存器及數(shù)據(jù)棧來傳遞參數(shù)，其中，第一個到第四個參數(shù)使用R0-R3，多于四個參數(shù)的使用數(shù)據(jù)棧進行傳遞。這樣，接收參數(shù)的應(yīng)用程序必須知道參數(shù)的個數(shù)。但是，在應(yīng)用程序被調(diào)用時，一般無從知道所傳遞參數(shù)的個數(shù)。不同語言編寫的應(yīng)用程序在調(diào)用時可以自定義參數(shù)傳遞的約定，使用具有一定意義的形式來傳遞，可以很好地解決參數(shù)個數(shù)的問題。常用的方法是把第一個或最后一個參數(shù)作為參數(shù)個數(shù)（包括個數(shù)本身）傳遞給應(yīng)用程序。ATPCS中寄存器的對應(yīng)關(guān)系如表3－5所列：表3－5ATPCS規(guī)則中寄存器列表2.main()函數(shù)與__gccmain()當應(yīng)用程序中包含了main()函數(shù)，將會引起對C運行時庫的初始化。該初始化是通過函數(shù)__gccmain()實現(xiàn)的，即在main()函數(shù)入口處，編譯器會首先調(diào)用__gccmain()函數(shù)，然后才是執(zhí)行編寫的代碼。__gccmain()函數(shù)在gcc的標準庫里面實現(xiàn)。當應(yīng)用程序中沒有包含main()函數(shù)，將不會引起對C運行時庫的初始化。這時，C運行時庫的很多功能在應(yīng)用程序中是不能使用的。在基礎(chǔ)實驗的課程里面，我們沒有涉及到函數(shù)庫的內(nèi)容，因此，我們不打算在這里加入函數(shù)庫的使用。因此，如果我們使用main函數(shù)作為應(yīng)用程序的主函數(shù)，可以在源代碼中加入一個空的__gccmain()函數(shù)（用C語言或者匯編語言均可）。圖3-14explasm工程文件設(shè)置界面實驗步驟1.考本章其他實驗，創(chuàng)建新的工程，工程名為：explasm；2.按照參考程序，重新編寫源代碼文件并分別保存為randtest.c，init.s，random.s和ldscript，并把它們加入工程里面；3.參照其他基礎(chǔ)實驗操作，按照編譯→匯編器配置→鏈接器配置→調(diào)試器配置設(shè)置新工程，并編譯、鏈接工程，如圖3-14所示；4.下載調(diào)試文件，打開memory/register/watch/variable/callstack窗口，單步執(zhí)行程序。通過以上窗口，跟蹤程序運行，觀察分析運行結(jié)果，通過實驗學會使用EmbestIDE進行應(yīng)用程序的開發(fā)與調(diào)試；5.理解和掌握實驗后，完成實驗練習題。6.習題：?編寫一個匯編程序mixop.s–實現(xiàn)函數(shù)y=mixop(x1,x2,x3)–y=x1+x2*x3–調(diào)用c2.c中的multiply函數(shù)?C程序1：c1.c–實現(xiàn)函數(shù)voidinit();–作為啟動時的起始地址–在該函數(shù)內(nèi)要調(diào)用mixop函數(shù)完成6+40*50，結(jié)果存放在變量y中。?C程序2：c2.c–實現(xiàn)函數(shù)y=multiply(x1,x2)–y=x1*x2?提示：init()函數(shù)結(jié)尾時，設(shè)置死循環(huán)調(diào)試過程、結(jié)果和分析編寫三個函數(shù)運行c1.c將常數(shù)賦值給r0,r1,r2調(diào)用mixop.s保存當前地址將r3的值放入r0將r0*r1的值放入r0R0+r4的結(jié)果存入r0總結(jié)本次實驗主要是將兩個C函數(shù)與一個匯編函數(shù)連接，從而實現(xiàn)相互調(diào)用。編譯之后調(diào)試過程中遇到了一些錯誤，后來發(fā)現(xiàn)是程序入口的地址應(yīng)該和連接腳本寫得一樣，之后調(diào)試成功。附件c1.cexternintunsignedmixop(intx1,intx2,intx3);voidinit(){inty;y=mixop(6,40,50);while(1){}}Mixop.s.globalmixop.externmultipy.textmixop:movip,spstmdbsp!,{fp,ip,lr,pc}subfp,ip,#4movr4,r0movr0,r2blmultiplyadd