/ESEmbedded_HW02_Example

Primary LanguageMakefile

HW02 範例

1. 實驗題目 (範例)

撰寫簡易組語觀察 b, bl 兩指令之差異。

2. 實驗步驟

  1. 先將資料夾 gnu-mcu-eclipse-qemu 完整複製到 ESEmbedded_HW02 資料夾中

  2. 根據 ARM infomation center 敘述的 b, bl 用法與差異

    • op1{cond}{.W} label

      op1 is one of:

      B Branch.

      BL Branch with link.

      BLX Branch with link, and exchange instruction set.

    • The BL and BLX instructions copy the address of the next instruction into LR (R14, the link register)

  3. 設計測試程式 main.s ，從 _start 開始後依序執行 b 以及 bl 並且觀察其指令差異， 目標比較 14 行的 b label01 以及 22 行的 bl sleep 執行時的變化。

main.s:

_start:
	nop

	//
	//branch w/o link
	//
	b	label01

label01:
	nop

	//
	//branch w/ link
	//
	bl	sleep

sleep:
	nop
	b	.
  1. 將 main.s 編譯並以 qemu 模擬， $ make clean, $ make, $ make qemu 開啟另一 Terminal 連線 $ arm-none-eabi-gdb ，再輸入 target remote localhost:1234 連接，輸入兩次的 ctrl + x 再輸入 2, 開啟 Register 以及指令，並且輸入 si 單步執行觀察。 當執行到 0xa 的 b.n 0xc 時， pc 跳轉至 0x0c ，除了 branch 外並無變化。

當執行到 0x0e 的 bl 0x12 後，會發現 lr 更新為 0x13。

3. 結果與討論

  1. 使用 bl 時會儲存 pc 下一行指令的位置到 lr 中，通常用來進行副程式的呼叫，副程式結束要返回主程式時，可以執行 bx lr，返回進入副程式前下一行指令的位置。
  2. 根據 Cortex-M4-Arm Developer，由於 Cortex-M4 只支援 Thumb/ Thumb-2 指令，使用 bl 時，linker 自動把 pc 下一行指令位置並且設定 LSB 寫入 lr ，未來使用 bx lr 等指令時，由於 lr 的 LSB 為 1 ，能確保是在 Thumb/ Thumb-2 指令下執行後續指令。 以上述程式為例， bl 0x12 下一行指令位置為 0x12 並設定 LSB 為 1 ，所以寫入 0x13 至 lr 。

Linker User Guide: --entry=location

Note
If the entry address of your image is in Thumb state, then the least significant bit of the address must be set to 1.
The linker does this automatically if you specify a symbol.