嵌入式系统习题（考试相关）

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嵌入式系统概述
ARM技术概述
ARM指令
Thumb指令集
ARM程序设计

嵌入式系统复习–基于ARM的嵌入式程序设计

嵌入式系统概述

嵌入式系统中常用的通信接口包括哪些？
RS-232C串行通信接口，RS-422串行通信接口，RS-485串行通信接口，USB接口，以太网接口，IEEE1394接口，IEEE802.11接口，JTAG接口，蓝牙接口
大端存储与小端存储有什么异同？
大端存储是将数据的低字节存入低地址高字节存入低地址，小端存储是将数据的高字节存入低地址低字节存入高地址

ARM技术概述

RISC的主要特点
- 数据通道中只保留有用的指令
- 确保通道能够快速执行每个指令
- 确保CPU硬件设计的足够简单
简述ARM处理器的数据类型
- 有符号/无符号字节（B）
- 有符号/无符号半字（H）
- 有符号/无符号字(D)
简述哈佛结构和冯诺依曼结构的主要区别
简述ARM体系结构的版本情况。
- v6
  - 增加了Thumb-2 提高了代码密度
  - 增加了SIMD 提高了数字和媒体处理能力
  - TrustZone增加了安全性能力
  - IEM增强了功耗管理能力
- v7
  - A型号提供了应用处理能力，支持复杂的操作系统
  - R型号提供了实时操作系统
  - M型号提供了成本敏感的系统
- v8
  - 支持64位的处理器架构
  - 64位的通用寄存器和PC, SP
  - 支持64位AArch64, 和32位AArch32两种指令
简述ARM处理器异常处理情况。
进入异常：
1. 将CPSR中的内容拷贝到SPSR中
2. 改变CPSR中的中断标志位
3. 将指令的下一条指令拷贝到链接寄存器LR中
4. 强制改变PC中的值，进入异常状态
异常返回：
1. 将异常改变的寄存器保护存入栈中
2. 将SPSR_mode中的值拷贝到CPSR中
3. 将PC恢复到指令异常前的指令流中
4. 修改CPSR中的中断标志位
ARM处理器支持哪几种工作模式？
用户模式，快速中断fiq模式，普通中断irq模式，软件中断模式svc，中止模式abt，未定义模式und，系统模式
ARM处理器共有多少个寄存器？ARM状态下通用寄存器可以分为几类？
37个寄存器，可以分为31个通用寄存器（不分组寄存器、分组寄存器、程序计数器），6个状态寄存器
简述ARM指令中12位压缩的立即数是如何构成的？
由8位常数及4位循环移位位构成，及将8位立即数循环右移2 * 循环移位位后得到对应的立即数

ARM指令

用ARM汇编指令实现下面列出的几种操作
- R0 = 16
```
MOV R0, #16
```
- R0 = R1 / 16
```
MOV R0, R1, LSR #4
```
- R1 = R3 * 4
```
MOV R1, R3, LSL #2
```
- R1 = -R1
```
MVN R1, R1
```
下面的ARM指令完成什么功能？
- LDRH R0, [R1, #6]
  以前变址的方式将R1中的内容作为地址加上偏移量6后，以半字的方式载入R0中
- LDR R0, =0x999
  伪指令，编译时通过多条指令运算得到32位的0x999并将它载入到R0中
BX指令与BL指令有什么不同，请说明之？
BX指令是在ARM与Thumb两个状态间的切换，当寄存器的第0位是1，则切换到Thumb状态，如果是0则切换到ARM状态，BL指令是跳转链接指令，在调到对应指令前，会将当前指令的地址拷贝到链接寄存器LR中，然后在进行跳转。
请指出MOV指令与LDR指令的区别和用途？
MOV是完成寄存器与寄存器之间或与立即数之间的数据移动
而LDR是寄存器与存储器之间的数据传输
调用子程序使用B还是BL指令？写出返回子程序的指令？
调用子程序使用BL指令，因为需要返回到主程序所以要将下一条的指令地址链接到LR中
没有嵌套的返回指令
```
	BL LABEL
LABELMOV PC LR
```
有嵌套的返回指令
```
	STMFD SP! {R0-R7, LR}BL SUBPROGRAMSUBPROGRAM；从子程序返回LDMFD SP! {R0-R7, PC}
```

编写一个子程序，从存储器某处拷贝一个字符串到存储器另一处。源字符串的开始地址放入R1, 长度（以字节为单位）放入R2, 目的字符串的开始地址在R3

AREA COPYSTRING, CODE, READONLY
ENTRY
CODE32
startBL SUBCOPY
stopMOV R0, #0x18LDR R1, =0x20026SWI 0x123456
;子程序
SUBCOPYCMP R2, #0BEQ ENDCOPY
LOOPLDRB R4, [R1], #1; 后变址 mem32R1 -> R4, R1 + 1 -> R1STRB R4, [R3], #1SUBS R2, R2, #1BNE LOOPENDCOPYMOV PC, LR ; 子程序返回END

请将下面C语言代码转换成汇编语言

if (a > 10 && a < 100)b = b + 1
elseb = b - 1

汇编语言为

假设R0中存入a的内容， R1中存入b的内容CMP R0, #10BLS SECONDCMP R0, #100BCS SECONDADD R1, R1, #1
SECONDSUB R1, R1, #1

ARM寻址方式有哪几种？
立即数寻址，寄存器寻址，基址加偏址寻址，寄存器间接寻址，块拷贝寻址，堆栈寻址，相对寻址方式

Thumb指令集

ARM指令集与Thumb指令集中移位操作是如何实现的？有什么异同点？
移位通过移位寄存器进行，一个移位类型一个移位量字段，前者决定移位方式，后者决定移位步数
异同：
1. ARM可以同时进行移位和逻辑运算，而Thumb只能单独进行移位运算
2. ARM可以进行循环移位，但是Thumb不行
用语言描述ARM处理器如何进入和退出Thumb指令模式？
ARM通过使用BX指令寄存器第0位为1进入Thumb模式，或者通过异常返回进入Thumb模式
通过BX指令，寄存器第0位为0推出Thumb模式，或者通过发生异常推出Thumb
编写一个子程序，从存储器某处拷贝一个字符串到存储器另一处。源字符串的开始地址放入R1, 长度（以字节为单位）放入R2, 目的字符串的开始地址在R3
```
AREA TCOPY, CODE, READONLY
ENTRY
CODE 16
startBL SUBCOPY
stopMOV R0, #0x18LDR R1, =0x20026SWI 0x123456
SUBCOPYCMP R2, #0BEQ ENDCOPY
LOOPLDRB R4, [R1], #1STRB R4, [R3], #1SUBS R2, #1BNE LOOP
ENDCOPYMOV PC, LR
END
```
异同Thumb在使用寄存器时需要使用R0~R7, 低位寄存器使用受到限制， Thumb指令大多是二地址指令（CMP,MOV,LDR,STR等用法还和ARM类似），多了移位指令

ARM程序设计

简述IRQ/FIQ异常中断处理程序中所使用的的_fiq/_irq的作用
标记对应函数为中断函数，编译器会自动在函数内部增加中断现场保护代码
简述#include<头文件.h>与 #include "头文件.h"的区别
带<>的是直接在标准路径下搜索相应文件，而带“”的是先在标准路径下搜索相应文件如果找不到，则在对应工程目录下搜索对应文件

变量的存储类型有几种？各自的作用是什么？
- 全局变量:在整个程序的生命周期内都可访问，其存储空间在程序启动时分配，在程序结束时释放。
- 局部变量：仅在被声明的函数或代码块内可见，器存储空间在声明该变量的函数或代码块时分配，在退出时释放
- 静态变量：静态变量的生命周期延长到整个程序执行期间，但其作用域仍限定在声明它的函数或代码块内部
- 寄存器变量：将变量存储在寄存器中，以提高访问速度。

函数的参数传递方式有几种？分别是什么？
2中，寄存器传递和栈传递
ATPCS包含那些规则？分别是什么？
- 寄存器使用规则：R0-R3是用来传递参数的，R4-R11是用来保存局部变量的
- 栈的使用规则：使用FD满递减堆栈，采用字对齐方式
- 参数传递规则：当参数个数是固定的，第一个参数使用R0-R3传递，其余使用数据栈传递，当参数不是固定的时候，前4个参数使用R0-R3传递，超过4个的使用数据栈传递
在完成以下操作后，R0的内容是什么？
```
MOV R1, #5
ADD R0, R1, R1, LSL #3
```
R1 = 5, R0 <- R1 + R1 * 8
R0 = 5 + 5 * 8 = 45

请将下面C语言代码转换成汇编语言

if (a == 0 || b == 1)c = d + e

AREA EXAMPLE, CODE, READONLY
GBLA a, b, c, d, e
ENTRY
CODE 32
startMOV R4, aMOV R5, bMOV R6, cMOV R7, dMOV R8, eCMP R4, #0CMP R5, #1BNE COMPAREENDADD R6, R7, R8
COMPAREEND
stopMOV R0, #0x18LDR R1, #0x20026SWI 0x123456
END

编写一段汇编语言程序，实现ARM到Thumb状态的转换

AREA SWITCH, CODE, READONLY
ENTRY
start 
CODE 32MOV R0, into_ThumbADD R0, R0, #1 BX R0
CODE 16
into_ Thumb
END

编写一段汇编程序，利用跳转表实现子程序的跳转。（跳转条件在R2中，R2的值为0,1,2,3,4…,子程序分别为SUB0, SUB1, SUB2…）

AREA JUMPTAB, CODE, READONLY
ENTRY
CODE 32
start BL JUMPTABJUMPTABADR R0, SUBTABCMP R2, #SUBMAXLDRS PC, [R2, R0, LSL 2]MOV PC, LRSUBTABDCD SUB1DCD SUB2...
SUBMAXSUB1...
SUB2...
END