ARM处理器工作模式实验报告 - 图文
更新时间:2023-10-10 23:31:01 阅读量: 综合文库 文档下载
肇 庆 学 院
电子信息与机电工程 学院 实验日期: 2015 年 11 月 30 日 班级:12电气1班 姓名:李俊杰 学号: 19 老师评定:____ _
实验二:ARM处理器工作模式实验
一、实验目的
通过实验掌握学会使用MSR/MRS指令实现ARM处理器工作模式的切换,观察不同模式下的寄存器,加深对CPU结构的理解。
通过实验掌握ld中如何使用命令行指定代码段起始地址。 二、实验设备 硬件:PC机。
软件:Embest IDE Pr0 2004集成开发环境,Windows 98/2000/NT/XP。 三、实验内容
通过ARM汇编指令,在各种处理器模式下切换并观察各种模式下寄存器的区别。 掌握ARM不同模式的进入与退出。 四、实验原理 1.ARM处理器模式
ARM体系结构支持表3-2所列的7种处理器模式。
在软件控制下可以改变模式,外部中断或异常处理也可以引起模式发生改变。
大多数应用程序在用户模式下执行。当处理器工作在用户模式时,正在执行的程序不能访问某些被保护的系统资源,也不能改变模式,除非异常发生。这允许适当编写操作系统来控
制系统资源的使用。 图2-1
除用户模式外的其他模式称为“特权模式”,它们可以自由地访问系统资源和改变模式。
其中的5种称为“异常模式”,即FIQ(Fast Interrupt Request)、IRQ(lnterrupt Request)、管理(Supervisor)、中止(Abort)和未定义(Undefined)。
当特定的异常出现时,进入相应的模式。每种模式都有某些附加的寄存器,以避免异常出现时用户模式的状态不可靠。
剩下的模式是“系统模式”。仅ARM体系结构V4以及以上的版本有该模式。不能由于任何异常而进入该模式。它与用户模式有完全相同的寄存器,但它是特权模式,
不受用户模式的限制。它供需要访问系统资源的操作系统任务使用,但希望避免使用与异常模式有关的附加寄存器。避免使用附加寄存器保证了当任何异常出现时,都不会使任务的状态不可靠。
2.程序状态寄存器
3.2节提到的程序状态寄存器CPSR和SPSR包含了条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态和控制信息。每种异常模式都有一个程序状态保存寄存器SPSR。当异常出现时,SPSR用于保留CPSR的状态。
3.本实验涉及到的Id命令行参数 -Ttext org
使用org作为输出文件的text段的起始地址。org必须是十六进制数。 实验操作步骤
(1)参考3.1节实验A的步骤(1)建立一个新的工程,命名为ARMMode。 (2)参考3.1节实验A的步骤(2)和实验参考程序编辑输入源代码。编辑完毕后,保存文件为ARMMode.s。
(3)选择菜单项Project- Add To Project- Files,或在工程管理窗口右击选择快搪菜单命令,打开文件选择对话框,在工程目录下选择刚才建立的源文件ARMMode.s。
(4)参考3.1节实验A的步骤(4)进行相应设置。
注意:在链接器设置选项卡的Link Options框内,手动加上“-Ttext Ox0”,即指定代码段起始地址为Ox0,如图3-8所示。
(5)参考3.1节实验A的步骤(5)生成目标代码。
(6)在调试设置选项卡中的Download address文本框内,输入的下载地址应该与链接器设置中指定的代码段起始地址相同,以保证程序能够正常执行,如图3-9所示。
(7)选择菜单项Debug—Remote Connect连接软件仿真器,执行Download命令下载程序,并打开寄存器窗口。
(8)单步执行,观察并记录寄存器RO和CPSR值的变化,以及每次变化后执行寄存器赋值后36个寄存器值的变化情况,尤其注意各个模式下R13和R14的值。
结合实验内容和相关资料,观察程序运行,通过实验加深理解ARM各种状态下寄存器的使用。
理解和掌握试验后,完成实验练习题。
图2-2
五、实验结果
图2-3 系统模式
图2-4 快中断模式
图2-5管理模式
图2-6中止模式
图2-7普通中断
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