嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)4

1、浙江大學(xué)城市學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)4 實(shí)驗(yàn)名稱： ARM中斷處理與調(diào)試 學(xué)生姓名： 專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 同組學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 成績： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握的異常處理過程。） 理解程序的結(jié)構(gòu)。） 掌握從應(yīng)用程序中調(diào)用異常方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容） 使用異常設(shè)計(jì)字符串輸出程序） 設(shè)計(jì)異常處理程序三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，PentiumII 以上的PC 機(jī)，硬件多功能仿真器。2PC操作系統(tǒng)WIN98或WIN2000或WINXP，ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境，仿真器驅(qū)動(dòng)程序。四、實(shí)驗(yàn)步驟任務(wù)1：使用異常設(shè)計(jì)字符串輸出程序 （注意：建立工程模仿下列步驟做，但要求工程名為自己的學(xué)號(hào)a）1 新建

2、工程2 把匯編程序添加到工程中SYS_WRITECEQU&3AREASTR_OUT,CODE,READONLYENTRYSTARTMOVSP,#0xD000MOVR1,#0xB000ADRR2,TEXTBLSTROUTMOVR0,#0x18LDRR1,=0x20026SWI0x123456STROUTSTMFDSP!,R0-R3,LRCHROUTLDRBR3,R2,#1CMPR3,#0STRR3,R1MOVR0,#SYS_WRITECSWINE0x123456BNECHROUTLDMFDSP!,R0-R3,PCLTORGTEXTDCB"Hello World!",0

3、x0a,0x0d,0x0END3 設(shè)置）ssembler選項(xiàng)中的arget選項(xiàng)卡（）4 編譯5 打開調(diào)試器，ptions->Configure Target選項(xiàng),打開hoose Target對(duì)話框，在hoose Target中選擇，點(diǎn)擊Configger按扭，選擇處理器ARM7TDMI,點(diǎn)擊。6 載入映像文件*.axf7 根據(jù)工作需要打開相應(yīng)處理處理器觀察窗口并作設(shè)置）選擇rocessor Views->Disassembly，打開ARM反匯編窗口；）選擇rocessor Views->egisters，打開ARM寄存器窗口；）選擇rocessor Views->ow

4、Level Symbols ，打開ARM符號(hào)列表窗口，找到輸出字符串的地址；）選擇rocessor Views->Memory，打開ARM存儲(chǔ)器窗口；在emory Start Address地址欄中分別輸入從符號(hào)列表窗口找到輸出字符串的地址（0x00008040)，確認(rèn)后，觀察輸出字符串的地址上的內(nèi)容。） 選擇rocessor Views->Console，打開控制臺(tái)窗口；8 單步運(yùn)行程序，觀察寄存器、存儲(chǔ)空間和工作模式的變化情況。9 完成下列表格：序號(hào)執(zhí)行指令指令執(zhí)行后的變化情況寄存器值（進(jìn)制表示）存儲(chǔ)空間工作模式R13_svcR14_svcR13_usrR14_usrR15CP

5、SR0xF0000000-任務(wù)2：設(shè)計(jì)異常 （注意：建立工程模仿下列步驟做，但要求工程名為自己的學(xué)號(hào)b）.新建工程 2 把匯編程序添加到工程中例11.2T_BITEQU0x20EXPORTSWI_HandlerINPORTC_SWI_HandlerAREASWI_AREA,CODE,READONLYSWI_HandlerSTMFDSP!,R0-R3,R12,LRMOVR1,SPMPSR0,SPSRSTMFDSP!,R0TSTR0,#T_BITLDRNEHR0,LR,#-2BICNER0,R0,#0xFF00LDREQR0,LR,#-4BICEQR0,R0,#0xFF000000BLC_SWI_

6、HandlerLDMFDSP!,R0MSRSSPSR_cf,R0LDMFDSP!R0-R3,R12,PCEND例11.3void C_SWI_Handler(int swi_num,int *reqs)switch(swi_num)case0;regs0=regs0+regs1break;case1;regs0=regs0+regs1break;case2;regs0=(regs0+regs1)+(regs2+regs3)break;case3;int w,x,y,z;w=regs0;x=regs1;y=regs2;z=regs3;regs0=w+x+y+z;regs1=w-x-y-z;reg

7、s2=w*x*y*z;regs=(w+x)*(y-z);break;例11.4#include<stdio>#include"swi.h"unsigned * swi_vec=(unsigned * )0x08;extern void SWI_Handler(void);unsigned Install_Handler(unsigned routine,unsigned*vector)unsigned vec,old_vec;vec=(routine-(unsigned)vector-8)>>2;if(vec&0xff000000)print

8、f("Handler greater than 32MBytes from vector");vec=0xea000000-vecold_vec=*vector;*vector=vec;return(old_vec);int main(void)int result1,result2;struct four_results res_3;Insall_Handler(unsigned)SWI_Handler,swi_vec);printf("result1=multiply_two(2,4) = %dn",result1=multiply_two(2,4)

9、;printf("result2=multiply_two(3,6) = %dn",result2=multiply_two(3,6);printf("add_two(result1,result2) = %dn",add_two(result1,result2);printf("add_multiply_two(2,3,4,6) = %dn",add_multiply_two(2,3,4,6);res_3=many_operations(12,4,3,1);printf("res_3.a=*%dn",res_3.

10、a);printf("res_3.b=*%dn",res_3.b);printf("res_3.c=*%dn",res_3.c);printf("res_3.d=*%dn",res_3.d);return 0; 3設(shè)置）ssembler選項(xiàng)中的arget選項(xiàng)卡（） 4.編譯 5.打開調(diào)試器，ptions->Configure Target選項(xiàng),打開hoose Target對(duì)話框，在hoose Target中選擇，點(diǎn)擊Configger按扭，選擇處理器ARM7TDMI,點(diǎn)擊。 6.載入映像文件*.axf 7.觀察處理器窗口選擇ro

11、cessor Views->Disassembly，打開ARM反匯編窗口；8單步運(yùn)行程序，觀察寄存器、存儲(chǔ)空間和工作模式的變化情況。9完成下列表格： 序號(hào)執(zhí)行指令指令執(zhí)行后的變化情況寄存器值（進(jìn)制表示）存儲(chǔ)空間工作模式R13_svcR14_svcR13_usrR14_usrR15CPSR0xF0000000- 問題：1的異常有哪些？2異常處理（硬件邏輯）的一般過程如何？3異常處理（軟件邏輯）的一般過程如何？4閱讀五、實(shí)驗(yàn)步驟記錄 6、 實(shí)驗(yàn)心得介紹個(gè)中斷使用swi模式特權(quán)模式superisor svc供OS使用的一個(gè)保護(hù)模式其實(shí)也是一個(gè)中斷,對(duì)于硬件用戶不可干擾確切的來說是用戶定義中斷模

12、式1.了解正常狀態(tài)USER狀態(tài)的可用寄存器R0R7通用 R8R12獨(dú)立寄存器有些模式寄存器組是獨(dú)立 R13-SP各自獨(dú)立 R14-LR獨(dú)立 PC通用 CPSR獨(dú)立r0r7通用寄存器同PC下的通用寄存器一樣R8R12 作為備份寄存器 ,可以使用r0r7均可使用他們r(jià)13作為堆棧指針r14作為連接寄存器存放當(dāng)前子程序返回的地址PC ARM是三級(jí)流水線所以PC總是為當(dāng)前執(zhí)行指令+8處 ARM下指令是字對(duì)齊所以低兩位為0CPSR 就是當(dāng)前狀態(tài)寄存器保存當(dāng)前執(zhí)行的各種情況 2.了解一下特權(quán)模式在PC處理時(shí)發(fā)生的事情正常執(zhí)行指令PC+4(均指ARM狀態(tài)下)發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)STMFD SP!, REGISTE

13、R, LR STMFD SP!, REGISTER, PC 來進(jìn)行寄存器入棧和LR連接寄存器函數(shù)返回地址入棧完成后進(jìn)行寄存器出棧和將LR的值即返回地址賦給PC返回遇到中斷指SWI(FIQ, IRQ)有所不同時(shí)(a)保存CPU當(dāng)前狀態(tài) 將CPSR->特權(quán)模式下的SPSR(B)設(shè)置當(dāng)前模式下CPRS的相應(yīng)的位 比如進(jìn)FIQ模式禁止FIQ中斷.(c)特權(quán)模式下獨(dú)立連接寄存器 LR保存中斷返回地址(d)PC設(shè)置為當(dāng)前中斷向量地址跳轉(zhuǎn)執(zhí)行中斷代碼3. 中斷返回時(shí)的工作(a)恢復(fù)當(dāng)前處理器狀態(tài)SPSR->正常模式的CPSR(b)恢復(fù)PC，LR->當(dāng)前PC4.SWI中斷是本身執(zhí)行指令產(chǎn)生

14、所以當(dāng)產(chǎn)生中斷時(shí)PC值不會(huì)更新為當(dāng)前指令+8地址處 所以PC-4為恢復(fù)中斷地址。這里是要注意的5._swi 修飾用于SWI中斷調(diào)用 中斷不返回形式 void _swi(swi_num) swi_name(arguments); 返回一個(gè)結(jié)果R0中 int _swi(swi_num) swi_name(arguments); 可以用結(jié)構(gòu)最多返回四個(gè)結(jié)果r0-r3 struct type int a, b, c, d; ; type(返回類型) _value_in_regs(返回多個(gè)結(jié)果的修飾符) _swi(swi_num) swi_name(arguments); 然后開始EXAMPLE建立sw

15、i.h文件存放結(jié)構(gòu)和swi函數(shù)聲明_swi(0) int test1(int,int); /兩個(gè)參數(shù)返回r0,地址偏移為0struct mystruct /定義返回結(jié)構(gòu)體 int a; int b; int c; int d;_swi(1) _value_in_regs struct mystruct test2(int,int,int,int); /聲明1自定義中斷建立中斷一及處理文件handle.s IMPORT c_handle_swi /引入二及中斷 處理 EXPORT SWI_Handle /到出中斷處理函數(shù) AREA SWIHandle,CODE,READONLY SWI_Hand

16、le STMFD SP!, r0-r3, r12, lr ;保存SPSR_svc mov r1, sp MRS r0, spsr /保存spsr STMFD sp!, r0 /入棧 LDR r0, lr, #-4 BIC r0, r0, #0xFF000000/得到24立即數(shù)放到R0中 BL c_handle_swi /二及調(diào)用 LDMFD SP!, r0 MSR spsr_cf, r0 LDMFD SP!, r0-r3, r12, pc END建立lib.c文件提供中斷函數(shù)處理代碼 void c_handle_swi( int swi_num, int *regs ) switch(swi_

17、num) case 0: /_swi(0) regs0 = regs0*regs1; break; case 1: /_swi(1) int x, y, z, p; x = regs0; y = regs1; z = regs2; p = regs3; regs0 = x + y + z + p; regs1 = x + y - z - p; regs2 = x*y + z*p; regs3 = (x + y)*(z + p); default: break; 提供主處理函數(shù) #include <stdio.h>#include "swi.h"unsigned *swi_vec = (unsigned*) 0x08;extern void SWI_Handle(void);unsigned Install_Handler( unsigned routine, unsigned *vector) unsigned vec, old_vec; vec = ( routine - (unsigned)vector - 8)>>2; if(vec&0xFF000000) printf("Handler greater than 32MByte f