2022年ARM复习课后题答案...docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1. 国内嵌入式系统行业对嵌入式系统的定义是什么？如何懂得答：以应用为中心、以运算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、牢靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用运算机系统；从这个定义看以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统要求进行合理的裁剪利用；因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而量身定做的专用运算机系统；2. 当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些,请举出两例,并分析其特点答：嵌入式 linux 和嵌入式实时操作系统 uc/os-II Linux ：

2、（1）linux 是源码开放的,每一个技术细节都是透亮的,易于裁剪定制；（2）目前嵌入式 linux 已经在多种嵌入式处理器芯片移植胜利,有大量且不断增加的开发工具,这些工具为嵌入式系统开发供应了良好的开发环境；（3）Linux 内核小、功能强大、运作稳固、效率高；Ucos：（1）源代码公开（2）可移植性；（3）可固化（4）可裁剪（5）占先式（6）多任务（7）可确定性；（8）系统服务第 2 章 ARM 技术与 ARM 体系结构3.arm 处理器的工作模式有哪几种,其中哪些为特权模式,哪些为反常模式,并指出处理器在什么情形下进入相应的模式；答： ARM 处理器共有 7 种工作模式：用户模式 ：非

3、特权模式,也就是正常程序执行的模式,大部分任务在这种模式下执行；在用户模式下,假如没反常发生,不答应应用程序自行转变处理器的工作模式,假如有反常发生,处理器会自动切换工作模式FIQ 模式： 也称为快速中断模式,支持高速数据传输和通道处理,当一个高优先级 fast中断产生时将会进入这种模式；IRQ 模式： 也称为一般中断模式,:当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式；在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种；通常的中 断处理都在 IRQ 模式下进行；SVC 模式 ：称之为治理模式,它是一种操作系统爱护模式；当复位或软中断指 令执行时处理器将进入这种模式；中止模式： 当存取反常

4、时将会进入这种模式,用来处理储备器故障、实现虚拟 储备或储备爱护；未定义指令反常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式,主要是用来处理 未定义的指令陷阱,支持硬件协处理器的软件仿真,由于未定义指令多发生在对协 处理器的操作上；系统模式： 使用和 User 模式相同寄存器组的特权模式,用来运行特权级的操作细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -系统任务；在这 7 种工作模式中,除了用户模式以外,其他6

5、种处理器模式可以称为特权模式,在这些模式下,程序可以拜访全部的系统资源,也可以任意地进行处理器模式的切换；在这6 种特权模式中,除了系统模式外的其他5 种特权模式又称为反常模式4 分析程序状态寄存器（PSR）各位的功能描述,并说明C、Z、N、V 在什么情形下进行置位和清零；答： PSR 的详细格式为V 溢出标志位对于加 / 减法运算指令,当操作数和运算结果为二进制补码表示的带符号数时,V1 表示符号位溢出,其他的指令通常不影响 V 位；C进位或借位标志位对于加法指令（包括比较指令 CMN）,结果产生进位,就 C1,表示无符号数运算发生上溢出,其他情形下 C0；在减法指令中（包括比较指令 CMP

6、）,结果产生借位,就 C0,表示无符号数运算发生下溢出,其他情形下 C1；对于包含移位操作的非加 /减法运算指令,C 中包含最终一次溢出位的数值；对于其他非加 /减法运算指令,C 位的值通常不受影响；Z结果为 0 标志位Z1 表示运算结果是 0,Z0 表示运算结果不是零；对于 CMP 指令, Z1 表示进行比较的两个数大小相等；N 符号标志位本位设置成当前指令运算结果的bit31 的值；当两个补码表示有符号整数运算时, N1 表示运算的结果为负数,N0 表示结果为正数或零；5 简述 ARM 处理器反常处理和程序返回的过程；答： ARM 在反常产生时会进行以下操作：（1） 将引起反常指令的下一条

7、指令地址储存到新的反常模式的 LR 中,使异常处理程序执行完后能依据 LR 中的值正确返回；（2） 将CPSR 的内容复制到新的反常模式下的 SPSR 中；（3） 依据反常类型将 CPSR 模式掌握位强制设定为发生反常所对应的模式值；（4） 强制 PC 指向相应的反常向量地址；ARM 在反常返回时（1） 从 SPSR_复原 CPSR；（2） 从 LR_复原 PC ；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - -

8、 -6 ARM 处理器字数据的储备格式有哪两种？并指出这两种格式的区分；答：（1） 小端储备格式（Little-Endian ）在小端储备格式中,对于地址为A 的字单元,其中字节单元由低位到高位字节地址次序为 A,A+1,A+2 , A+3 ；对于地址为 A 的半字单元,其中字节单元由低位到高 位字节地址次序为 A,A+1 ；（2） 大端储备格式（Big-Endian ）在大端储备格式中,对于地址为A 的字单元,其中字节单元由高位到低位字节地址次序为 A,A+1,A+2 ,A+3 ；对于地址为 A 的半字单元,其中字节单元由高位到低位字节地址次序为 A,A+1 ；第 3 章 ARM指令集寻址方

9、式3 在 ARM 指令中,什么是合法的立刻数？判定下面各立刻数是否合法,假如合法就写出在指令中的编码格式（也就是 0x5430 0x108 0x304 0x501 8 位常数和 4 位的移位数）；0xFB10000 0x334000 0x3FC000 0x1FE0000 0x5580000 0x7F800 0x39C000 0x1FE80000 答：运算步骤：（1）十六进制立刻数两端 0 去掉（2）展成二进制（3）连续偶数个 0 去掉,数字中间 0 不去掉（4）剩下数字位数小于等于 8 可以,反之,不行以；5 ARM 数据处理指令详细的寻址方式有哪些,假如程序计数器 会产生什么结果？答： AR

10、M数据处理指令寻址方式有 5 种1） 其次操作数为立刻数2） 其次操作数为寄存器PC 作为目标寄存器,3） 其次操作数为寄存器移位方式,且移位的位数为一个 5 位的立刻数4） 其次操作数为寄存器移位方式,且移位数值放在寄存器中5） 其次操作数为寄存器进行 RRX 移位得到假如程序计数器 PC 作为目标寄存器,会发生程序跳转；6 在 Load/Store 指令寻址中,字、无符号字节的 Load/Store 指令寻址和半字、有符号字节寻址,试分析它们之间的差别；答：字、无符号字节寻址：1） Addressing_mode 中的偏移量为立刻数2） Addressing_mode 中的偏移量为寄存器的

11、值3） Addressing_mode 中的偏移量通过寄存器移位得到半字、有符号字节寻址：1） Addressing_mode 中的偏移量为立刻数细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2） Addressing_mode 中的偏移量为寄存器的值从以上分析看出：差别就在于后者没有第三项寻址方式；7 块拷贝 Load/Store 指令在实现寄存器组和连续的内存单元中数据传递时,地址的变化方式有哪几种类型

12、,并分析它们的地址变化情形；答：批量 Load/Store 指令在实现寄存器组和连续的内存单元中数据传递时,地址的变化方式（ addr_mode）有以下 4 种类型：后增 IA Increment After ：每次数据传送后地址加 4；先增 IB Increment Before ：每次数据传送前地址加 4 ；后减 DA Decrement After ：每次数据传送后地址减 4 ；先减 DB Decrement Before ：每次数据传送前地址减 4 ；8 栈操作指令地址的变化方式有哪几种类型,并分析它们的地址变化情形,从而得出栈操作指令寻址和块拷贝 答：Load/Store 指令之间的

13、对应关系；1 四种类型的堆栈工作方式,即：满递增堆栈 FAEmpty Ascending ：堆栈指针指向最终压入的数据,且由低地址 向高地址生成；满递减堆栈 FD（Full Descending ）：堆栈指针指向最终压入的数据,且由高地址 向低地址生成；空递增堆栈 EAFull Ascending ：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置,且由低地址向高地址生成；空递减堆栈 EDEmpty Descending ：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位 置,且由高地址向低地址生成；2 栈操作指令寻址和块拷贝Load/Store 指令之间的对应关系见表3-10；第 4 章 ARM指令集系统4. 分

14、析以下每条语句的功能,并确定程序段所实现的操作；CMP R0 ,#0 MOVEQ R1 , #0 MOVGT R1 , #1 答：分析：当 R0 等于 0 时, MOVEQ 执行,就 R1 等于 0；当 R0 等于正数时, MOVGT 执行,就 R1 等于 1；R0 中的值为正数仍是 0；此功能码段可以判别5. 请使用多种方法实现将字数据 0xFFFFFFFF 送入寄存器 R0；答：例如, MVN R0 ,#0 或者：MOV R0 ,#0 SUB R0 ,R0,#1 仍可以用其它运算指令来实现,读者自行写出；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -

15、 第 4 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -9. 写出以下 ARM 指令所实现操作：LDR R2 , R3, -4 ！LDR R0 , R0 ,R2 LDR R1 , R3,R2,LSL 2！；LDRSB R0 ,R2 ,#-2 ！STRB R1 ,R2 ,#0xA0 ,R1 ,R2, R8 LDMIA R0 STMDB R0 ！, R1-R5 ,R10,R11 解答：LDR R2,R3,#-4. 将储备器地址为R3-4 的字数据读入 R2 ,并将地址 R3-4 写入 R3 LDR R0,

16、R0,R2 将储备器地址为R0 的字数据读入 R0 ,并将地址 R0+R2 写入 R0 LDR R1,R3,R2,LSL#2. 将储备器地址为R3+R2*4 的字数据读入 R1 ,并将地址 R3+R2*4 写入 R3 LDRSB R0,R2,#-2. 将储备器地址为 R2-2 的字节数据读入 R0 的低 8 位,将 R0 的高 24 位用符号 位扩展,并将地址 R2-2 写入 R2 STRB R1,R2,#0xA0 将R0 的低 8 位存入储备器地址为R2+0xA0 字节中LDMIA R0,R1,R2,R8 将内存单元 R0 所指向的地址单元以字为单位递减方式读取到 低地址编号的字数据内存单元

17、对应低编号寄存器STMDB R0. R1-R5,R10,R11 R1 ,R2 ,R8 中,将 R1-R5,R10,R11 储备到以 R0 为起始地址的递减内存中,最终R0 指向存放 R11 的地址单元10. SWP 指令的优势是什么 . 答：ARM 指令支持原子操作,主要是用来对信号量的操作,由于信号量操作的要求是作原子操作,即在一条指令中完成信号量的读取和修改操作；SWP 数据交换指令就能完成此功能,能在一条指令中实现储备器和寄存器之间交换数据；11. 如何用带 PSR 操作的批量字数据加载指令实现 IRQ 中断的返回？答：在进入 IRQ 中断处理子程序时,第一运算返回的地址,并储存相关的寄

18、存器SUB R14,R14,#4 STMFD R13.,R0-R3,R12,LR 假如 IRQ 中断处理程序返回到被中断的进程就执行下面的指令；该指令从数据栈中复原R0-R3 及 R12 的值,将返回地址传送到 LDMFD R13.,R0-R3,R12,PC 12. 用 ARM 汇编语言编写代码,实现将 .equ User_Mode, 0x10 .equ Mode_Mask 0x1F .equ NOINT, 0xC0 MRS R0, CPSR 读 CPSR PC中,并将 SPSR_irq 值复制到 CPSR中ARM 处理器切换到用户模式,并关闭中断；细心整理归纳 精选学习资料 - - - -

19、- - - - - - - - - - - 第 5 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -BIC R0, R0, #Mode_Mask ORR R1, R0, #User_Mode | NOINT 修改MSR CPSR_cxsf, R1 进入用户模式第6章 ARM 汇编伪指令与伪操作1. 在 ARM汇编语言程序设计中,伪操作与伪指令的区分是什么？答：伪指令 是 ARM处理器支持的汇编语言程序里的特别助记符,它不在处理器运行期间由机器执行,只是在汇编时被合适的机器指令代替成 ARM或 Thumb

20、指令,从而实现真正的指令操作；伪操作 是 ARM汇编语言程序里的一些特别的指令助记符,其作用主要是为完成汇编程序做各种预备工作, 对源程序进行汇编程序处理,而不是在运算机运行期间由处理器执行；也就是说,这些伪操作只是在汇编过程中起作用,一旦汇编终止,伪操作也就随之消逝；2.分析 ARM汇编语言伪指令LDR、ADRL、 ADR的汇编结果,说明它们之间的区分；答：LDR是大范畴地址读取伪指令；LDR将一个 32 位的常数或者一个地址值读取到寄存器中,可以看作是加载寄存器的内容；ADRL是中等范畴地址读取伪指令；地址值读取到寄存器中；它将基于 PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的ADR是小范畴

21、地址读取伪指令,它将基于 PC 相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地 址值读取到寄存器中；从以上分析可以看出：LDR不依靠于PC值,加载的数据是肯定值；PC相对偏移值 ADRL和 ADR依靠于 PC值,加载的数据是基于第 7 章汇编语言程序设计4. 在 GNU环境下用 ARM汇编语言编写程序初始化各ARM处理器各模式下的堆栈指针SP_mode （R13）,各模式的堆栈地址如下：.equ _ISR_STARTADDRESS,0xcFFF000 .equ UserStack, _ISR_STARTADDRESS .equ SVCStack, _ISR_STARTADDRESS+64 .equ

22、UndefStack, _ISR_STARTADDRESS +64*2 .equ AbortStack, _ISR_STARTADDRESS +64*3 .equ IRQStack, _ISR_STARTADDRESS +64*4 .equ FIQStack, _ISR_STARTADDRESS +64*5 /-示例程序 - 代码为平常自己写的,上机调试胜利！与题目有点不一样,变量名和数值得改一改/- 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - -

23、- - - - - - - - - - -.equ ISR_STARTADDRESS,0x40008000 .equ svc_stack_top, ISR_STARTADDRESS /*0x40008000*/ .equ user_stack_top, ISR_STARTADDRESS-512 /*0x40007E00*/ .equ undefstack_top, ISR_STARTADDRESS-512*2 /*0x40007C00*/ .equ abortstack_top, ISR_STARTADDRESS-512*3 /*0x40007A00*/ .equ isrstack_top,

24、ISR_STARTADDRESS-512*4 /*0x40007800*/ .equ fiqstack_top, ISR_STARTADDRESS-512*5 /*0x40007600*/ .equ user_mode, 0x10 .equ fiq_mode, 0x11 .equ irq_mode, 0x12 .equ svc_mode, 0x13 .equ abt_mode, 0x17 .equ udf_mode, 0x1c .equ sys_mode, 0x1f .global _start .text _start: b reset_handler b undifned_handler

25、b svc_handler b prefetch_handler b abort_handler b . b irq_handler b fiq_handler reset_handler: ldr sp,=svc_stack_top /*svc_stack */ mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#udf_mode msr cpsr_c,r0 ldr sp,=undefstack_top /*undefstack */ mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#abt_mode msr cpsr_c,r0 ldr

26、sp,=abortstack_top /*abortstack */ mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#irq_mode msr cpsr_c,r0 ldr sp,=isrstack_top /*isrstack*/ mrs r0,cpsr 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#fiq_mode msr

27、 cpsr_c,r0 ldr sp,=fiqstack_top /*fiqstack*/ mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#user_mode msr cpsr_c,r0 ldr sp,=user_stack_top /*user_stack*/ stop: b . undifned_handler: b . svc_handler: stmfd sp.,r0-r12,lr ldr r0,lr,#-4 bic r0,r0,#0xff000000 ldmfd sp.,r0-r12,pc prefetch_handler: b . abort_handl

28、er: b . irq_handler: b . fiq_handler: b . .end / 另外有第 5 题和第 7 题,没时间写,可是老师也划题了；第 8 章 嵌入式 C编程规范3.volatile 限制符在程序中起到什么作用,请举例说明；答： volatile 限制符起到抑制编译器优化的作用；例如：中断服务程序中修改的供其他程序检测的变量的问题；Static char flg=0; mainvoid While1 ifflg 程序代码 A else 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 10 页 - - - - - -

29、 - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 程序代码 B / 中断服务程序 Void ISR_INTvoid flg=1; 在这个程序中, 由于在程序执行的大部分时间内,flg的值并没有变化, 编译器会优化程序,flg=0 ；优化后的程序为：Static char flg=0; mainvoid while1 程序代码 B 解决问题的方法：将声明语句 static char flg=0; 改为 volatile static char flg=0 请分析以下程序代码的执行结果 3.#include main int value=0xff

30、1; int *p1,*p2,*p3,*p4; p1=&value; p2=&p1; p3=&p2; p4=&p3; printf“*p4=%xn ” ,*p4; 程序执行结果：*p4=oxff1; 5. 分析宏定义 #define POWERx x*x 答：不合理；x=i+j; POWERx=i+j*i+j; 而不是（ i+j ）*i+j 是否合理,举例说明；假如不合理,应如何更换？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - -

31、 - - - - - -更换：#define POWERx （ x）* （x）7. 何为可重入函数？假如使程序具有可重入性,在程序设计中应留意哪些问题？答：假如某个函数可以被多个任务并发使用,而不会造成数据错误,我们就说这个函数具有可重入性,相应的这个函数就可以成为可重入函数；可重入函数可以使用局部变量,也可以使用全局变量；假如使用全局变量,就应通过关中断、信号量（P、V操作）等手段对其加以爱护,如不加以爱护,就此函数就不具有可重入性,即当多个进程调用此函数时,很有可能使得此全局变量变为不行 知状态；9.ATPCS与 AAPCS的全称是什么, 它们有什么差别？把握子程序调用过程中寄存器的使 用

32、规章、数据栈的使用规章及参数的传递规章,在详细的函数中能够娴熟应用；答：过程调用标准ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard）规定了子程序间相互调用的基本规章,ATPCS规定子程序调用过程中寄存器的使用规章、数据栈的使用规章及参数的传递规章；这些规章为嵌入式 C语言程序和汇编程序之间相互调用提供了依据； 2007 年,ARM公司推出了新的过程调用标准 AAPCS（ARM Architecture Produce Call Standard ）, 它只是改进了原有的 ATPCS的二进制代码的兼容性；目前, 这两个标准都在被使用；第 9 章 S3C2410 硬件结

33、构与关键技术分析第 10 章 S3C2410 通信与 LCD接口技术/S3C2410 的启动初始化程序这个肯定要会的. - -嵌入式 linux标准开发教程/ 这应当是考点吧！第 1 章 linux 快速入门1.3 linux 文件及文件系统文件类型、文件属性、文件系统、linux 目录结构第 2 章 linux 基础指令 / 基本指令太多了,考哪些不好说啊,会的越多越好吧！2.2linux 启动过程详解第 3 章 linux 下 C编程基础33 GCC 编译器的使用3.5 Make工程治理器. 第 10 页,共 10 页 / 答案有的来自pdf 有的为自己所写,仅供参考细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -