實驗步驟
使用交叉編譯工具或本機編譯工具，通過 C 代碼和反彙編工具研究：
1. 生成了 Thumb 指令還是 ARM 指令：如何通過編譯參數改變，相同的程序，ARM和Thumb編譯的結果有何不同， 如指令本身和整體目標代碼的大小等；
2. 對於 ARM 指令,能否產生條件執行的指令；
3. 設計 C 的代碼場景,觀察是否產生了寄存器移位尋址；
4. 設計 C 的代碼場景,觀察一個複雜的 32 位數是如何裝載到寄存器的；
5. 寫一個 C 的多重函數調用的程序,觀察和分析: a. 調用時的返回地址在哪裏? b. 傳入的參數在哪裏?c. 本地變量的堆棧分配是如何做的? d. 寄存器是 caller保存還是 callee 保存?是全體保存還是部分保存?
6. MLA 是帶累加的乘法,嘗試要如何寫 C 的表達式能編譯得到MLA 指令。
7. BIC是對某一個比特清零的指令，嘗試要如何寫 C 的表達式能編譯得到BIC 指令。
8. 編寫一個彙編函數，接受一個整數和一個指針做爲輸入，指針所指應爲一個字符串，該彙編函數調用C語言的printf()函數輸出這個字符串的前n個字符，n即爲那個整數。在C語言寫的main()函數中調用並傳遞參數給這個彙編函數 來得到輸出。
實驗報告要求
1. 畫出你所實際實施的連接示意圖；
同lab1
2. 給出所用的器材的列表；
l Raspberry Pi 一塊；
l 5V/1A 電源；
l MicroUSB 線一根；
l USB-TTL 串口線一根；
l PC(Ubuntu14.04)一臺；
l 以太網線一根；
l 路由器；
3. 給出各項測試所用的C代碼和產生的彙編代碼情況，並解釋彙編代碼；
1）生成了 Thumb 指令還是 ARM 指令：如何通過編譯參數改變，相同的程序，ARM和Thumb編譯的結果有何不同， 如指令本身和整體目標代碼的大小等；
測試C代碼：
#include<stdio.h>
int main(void){
int a = 0;
a += 1;
return 0;
}編譯生成ARM指令：
gcc -c test.c反彙編結果查看命令：
objdump -d test.o可以發現，ARM指令本身是32位的，最左列地址每次以4字節增加，整體目標代碼852K。gcc編譯默認使用ARM編譯。
編譯生成Thumb指令：
gcc -c -mthumb -msoft-float test.codjump -d test.o可以發現，Thumb指令是16位的，最左列地址每次以2字節增加，整體目標代碼是820K，比ARM指令生成的略小。
2）對於 ARM 指令,能否產生條件執行的指令；
C測試代碼：
#include<stdio.h>
int f(int a, int b){
if(a>b) a++;
else b++;
return a;
}
int main(void){
int t = f(1,2);
}可以發現，彙編代碼中有cmp,ble等條件分支指令，說明ARM指令支持條件執行。
3）設計 C 的代碼場景,觀察是否產生了寄存器移位尋址；
C測試代碼：
#include<stdio.h>
int main(void){
int a[4] = {0,1,2,3};
int i;
for(i = 0; i < 2; i++){
a[3] += a[i*2];
}
}4）設計 C 的代碼場景,觀察一個複雜的 32 位數是如何裝載到寄存器的；
C測試代碼：
#include<stdio.h>
int main(void){
int a= 0x12345678;
return 0;
}可以發現，32位數被存在命令段，通過ldr、sdr指令加載。
5）寫一個 C 的多重函數調用的程序,觀察和分析: a. 調用時的返回地址在哪裏?b. 傳入的參數在哪裏? c. 本地變量的堆棧分配是如何做的?d. 寄存器是 caller 保存還是 callee保存?是全體保存還是部分保存?
C測試代碼：
#include<stdio.h>
int f1(int u, int v, int x, int y, int z){
u *= 2;
return u;
}
int f(int a, int b, int c, int d){
a = a+b+c+d;
b = b+c+d;
c = c+d;
int t = f1(a,b,c,d, a+b+c+d);
return t;
}
int main(void){
f(1,2,3,4);
}a. 調用時返回地址放在鏈接寄存器lr中。
b. 傳入的參數放在r0,r1,r2,r3四個寄存器中，多餘的參數放在堆棧中。
c. 本地變量存放在堆棧高地址，傳進來的參數放在堆棧低地址。
d. 寄存器r0,r1,r2,r3是caller保存，寄存器r4以上由callee保存。
6）MLA 是帶累加的乘法,嘗試要如何寫 C 的表達式能編譯得到 MLA 指令。
C測試代碼：
#include<stdio.h>
inr f1(int a, int b, int c){
return a*b+c;
}
int main(void){
f1(1,2,3);
}反彙編結果：
gcc -c mla.c -O3可以發現使用了MLA指令。
7）BIC是對某一個比特清零的指令，嘗試要如何寫 C 的表達式能編譯得到BIC 指令。
C測試代碼：
#include<stdio.h>
int f(int a, int b){
int t = a & ~b;
return t;
}
int main(void){
f(0x83, 0x0F);
}
反彙編：
gcc -c bic.c -O3可以發現使用了bic指令，進行了高4位比特清零。
8）編寫一個彙編函數，接受一個整數和一個指針作爲輸入，指針所指應爲一個字符串，該彙編函數調用C語言的printf()函數輸出這個字符串的前n個字符，n即爲那個整數。在C語言寫的main()函數中調用並傳遞參數給這個彙編函數來得到輸出。
C語言實現爲：
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void f(char* a, int n){ int i; for( i = 0; i < n; i++) printf(“%c”, a[i]); } |