南邮嵌入式系统B实验报告2016年度-2017年度-2

_* 南京邮电大学通信学院

实验报告

实验名称：基于ADS开发环境的程序设计

嵌入式Linux交叉开发环境的建立

嵌入式Linux环境下的程序设计

多线程程序设计

课程名称嵌入式系统B

班级学号

姓名

开课学期2016/2017学年第2学期

实验一基于ADS开发环境的程序设计

一、实验目的

1、学习ADS开发环境的使用；

2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计；

3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。

二、实验内容

1、编写和调试汇编语言程序；

2、编写和调试C语言程序；

3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序；

三、实验过程与结果

1、寄存器R0和R1中有两个正整数，求这两个数的最大公约数，结果保存在R3中。

代码1：使用C内嵌汇编

#include

int find_gcd(int x,int y)

{

int gcdnum;

__asm

{

MOV r0, x

MOV r1, y

LOOP:

CMP r0, r1

SUBLT r1, r1, r0

SUBGT r0, r0, r1

BNE LOOP

MOV r3, r0

MOV gcdnum,r3

//stop

// B stop

// END

}

return gcdnum;

}

int main()

{

int a;

a = find_gcd(18,9);

printf("gcdnum:%d\n",a);

return 0;

}

代码2：使用纯汇编语言

AREA example1,CODE,readonly

ENTRY

MOV r0, #4

MOV r1, #9

start

CMP r0, r1

SUBLT r1, r1, r0

SUBGT r0, r0, r1

BNE start

MOV r3, r0

stop

B stop

END

2、寄存器R0 、R1和R2中有三个正整数，求出其中最大的数，并将其保存在R3中。

代码1：使用纯汇编语言

AREA examp,CODE,READONL Y

ENTRY

MOV R0,#10

MOV R1,#30

MOV R2,#20

Start

CMP R0,R1

BLE lbl_a

CMP R0,R2

MOVGT R3,R0

MOVLE R3,R2

B lbl_b

lbl_a

CMP R1,R2

MOVGT R3,R1

MOVLE R3,R2

lbl_b

B .

END

代码2：使用C内嵌汇编语言

#include

int find_maxnum(int a,int b,int c)

{

int x;

__asm

{

MOV r0,a

MOV r1,b

MOV r2,c

CMP r0,r1

BLE lbl_a //相等跳转

CMP r0,r2

MOVGT x,r0

MOVLE x,r2

//MOV r3,x

B lbl_b

lbl_a:

CMP r1,r2

MOVGT x,r1

MOVLE x,r2

//MOV r3,x

lbl_b:

}

return x;

}

int for_r3(int t)

{

//int t;

__asm

{

MOV r3,t

}

return 0;

}

int main()

{

int a;

a = find_maxnum(130,50,70);

for_r3(a);

printf("max:%d\r\n",a);

return 0;

}

3、编程实现将从地址source开始的30个字节数据复制到地址为dest的地

方。

代码:

NUM EQU 30

AREA Init, CODE, READONL Y

CODE32

ENTRY

START

LDR R0, =SOURCE

LDR R1, =DEST

MOV R2, #NUM

MOV SP, #0X400

BLKCOPY

MOV R3, R2, LSR #3

BEQ COPYWORDS

STMFD SP!, {R4-R11}

OCTCOPY

LDMIA R0!, {R4-R11}

STMIA R1!, {R4-R11}

SUBS R3, R3, #1

BNE OCTCOPY

LDMFD SP!, {R4-R11}

COPYWORDS

ANDS R2,R2, #7

BEQ STOP

WORDCOPY

LDR R3, [R0], #4

STR R3, [R1], #4

SUBS R2, R2, #1

BNE WORDCOPY

STOP

B STOP

LTORG

SOURCE DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6 DEST DCD 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 END

4、用汇编语言设计实现10！。

代码：使用纯汇编语言

AREA Fctrl,CODE,READONL Y

ENTRY

CODE32

START

MOV R8 , #10

MOV R9 , #0

SUB R0,R8,#1

Loop

MOV R1 , R9

UMULL R8 , R9 , R0 , R8

MLA R9 , R1 , R0 , R9

SUBS R0 , R0 , #1

BNE Loop

Stop B Stop

END

5、实现字符串的逆序复制TEXT1=”HELLO”=> TEXT2=”OLLEH”。代码：使用纯汇编语言

AREA invstring, CODE, READONL Y

ENTRY

ATART

ADR R1, TEXT1

ADR R2, TEXT2

MOV R3, #0

LOOP

LDRB R0, [R1], #1

ADD R3, R3,#1

CMP R0, #0

BNE LOOP

SUB R1, R1, #2

LOOP1

LDRB R0, [R1], #-1

STRB R0, [R2], #1

SUB R3, R3, #1

CMP R3, #1

BNE LOOP1

MOV R5, #&55

NOP

TEXT1 = "HELLO",0

ALIGN

TEXT2 = "OELLH"

END

6、用调用子程序的方法实现1！+2！+3！+ (10)

代码:

asmp.s

AREA JC, CODE, READONL Y

EXPORT JCP

ENTRY JCP

ADD R3, R0, #1

MOV R2, #1

MOV R1, #1

LOOP MUL R0, R1, R2 MOV R1, R0

ADD R2, R2, #1

CMP R2, R3

BNE LOOP

NOP

NOP

MOV PC, LR

END

PROGC.c

#include

Extern int JCP(int N)

int main() {

int res=0;

int m=10;

int i;

for (i=1;i<=m;i++)

res=res+JCP(i);

printf(“The result =%d\n”,res); return 0; }

四、实验小结

实验二嵌入式Linux交叉开发环境的建立

一、实验目的

1、掌握嵌入式Linux交叉开发环境的建立方法

2、学习和掌握Linux常用命令

3、学习和掌握vi编辑器的使用

二、实验内容

1、搭建嵌入式Linux交叉开发环境

2、熟悉Linux的常用命令

3、熟悉vi编辑器的常用命令

三、实验原理

Linux系统是UNIX系统的分支，是UNIX的微机版。Linux具有异常丰富的驱动程序资源，支持各种主流的硬件设备与技术。Linux包含了现代的UNIX操作系统的所有功能特性，这些功能包括多任务、虚拟内存、虚拟文件系统、进程间通信、对称所处理器、多用户支持等。

Vi编辑器是所有UNIX和Linux下的标准编辑器。它包含3种工作模式。

嵌入式系统是专用的计算机系统，它对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格的要求。大部分嵌入式系统没有大容量存储设备，一般不能安装大型开发软件，系统的开发需要采用交叉开发模式。

四、实验过程与结果

实验用的是UP-NetARM2410-S试验箱，里面配有三星的芯片S3c2410X。

打开电脑上VMWare软件，在Windows系统下启动虚拟机里的Linux系统。接着需要

1. 宿主机的环境搭建

下载并运行VMWare，根据向导创建一台新虚拟机并选择Linux作为客户操作系统，再根据向导安装RedHat Linux 9.0。

2. 虚拟机中启动Linux操作系统

使用root登陆，用户名为root，密码为123456。之后对共享文件设置进行调整：打开settings界面，打开shared folders功能，同时将路径设置到有课前下载的软件的目录下。

3. 开发工具软件的安装

（1）安装gcc

打开Linux后，打开终端窗口，在共享的目录下找到install.sh并运行，命令如下：

ls

. / install.sh

安装程序将自动建立/arm2410s目录，并将所有的开发软件包安装到/arm2410s 目录下，同时自动配置编译环境，建立合适的符号链接。安装完成后在目录/opt/host/armv4l/bin/下应该能看到主编译器。

（2）配置PATH路径

vi .bash.profile

将里面PATH变量改为PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/armv41/bin/;

存盘后执行

source .bash_profile

以后armv4l-unknown-linux-gcc将被自动搜索到

4. 宿主机上的开发环境配置

（1）配置IP地址

（2）关闭防火墙

（3）配置NFS。

单击“Red”菜单→“系统设置”→“服务器设置”→“服务”，在“服务配置”窗口中勾选nfs，单击“开始”

（4）NFS设置

单击“Red”菜单→“系统设置”→“服务器设置”→“NFS服务器”，打开“NFS服务器配置”窗口，设置NFS共享。

然后在NFS服务器中增加主机IP地址的链接许可和目录。完成配置。

5. 目标机的信息输出

Windows系统下，“开始”→“所有程序”→“附件”→“通讯”→“超级终端”，新建一个通信终端。区号、电话号码随意输入。设置每秒位数为“115200”，数据位为“8”，无奇偶校验，停止位为“1”，无数据流控制。

单击“确定”。

6. 程序的运行

打开超级终端，启动Linux，屏幕显示：

[/mnt/yaffs]

在超级终端上执行挂载命令：

[/mnt] mount –t nfs 192.168.0.121:/arm2410s /mnt/nfs

挂载成功后可执行程序。

五、实验小结

实验三嵌入式Linux环境下的程序设计

一、实验目的

1、掌握嵌入式Linux环境下的程序设计方法

2、学会编写Makefile文件

二、实验内容

1、熟悉嵌入式教学实验箱的使用

2、编写C程序和Makefile文件

3、编译程序产生可执行程序

4、完成主机的挂载和程序的执行

三、实验原理

在嵌入式Linux环境下的程序设计方法有一下几个步骤：

1.编写源程序

2.编写Makefile文件

3.编译程序

4.运行和调试程序

5.将生产的可执行文件加入文件系统。

前三个步骤在宿主机上完成，后面的步骤在目标机上完成。

四、实验过程与关键代码分析

1. 建立工作目录

mkdir hello

cd hello

2.编写源程序

用vi编辑器编辑Hello.c文件

vi Hello.c

在Vi中输入源程序如下：

#include

main()

{

printf(“hello B14011221 \n”); //学号}

3．编写Makefile文件

vi Makefile

在vi中编辑Makefile文件如下：

CC= armv4l-unknown-linux-gcc

EXEC = hello

OBJS = hello.o

CFLAGS +=

LDFLAGS+= -static

all: $(EXEC)

$(EXEC): (OBJS)

$(CC) $(LDFLAGS) –o $@ $(OBJS)

clean：

-rm –f $(EXEC) *.elf *.gdb *.o

4.编译程序

在hello目录下运行“make”来编译程序。

make clean

make

编译成功后，生成可执行文件Hello.o。

5.下载调试

在宿主机上启动nfs服务，并将/arms2410s设置为共享目录。接下来启动超级终端，建立通讯，挂载。

挂载命令：

执行目录下的hello程序，显示如图：

五、实验小结

实验四多线程程序设计

一、实验目的

1、了解多线程程序设计的基本原理

2、学习Linux多任务管理程序的开发

3、学习pthread 常用库函数的使用

二、实验内容

1、编写多线程程序和Makefile文件

2、编译程序产生可执行程序

3、完成主机的挂载和程序的执行

三、实验原理

(1) pthread_create:创建线程函数

头文件:#include < pthread.h >

函数原型:int pthread_create(pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *),void *arg);

获得父进程ID:pthread_self

头文件:#include

函数原型:pthread_t pthread_self(void);

测试两个线程号是否相同:pthread_equal

头文件:#include

函数原型:int pthread_equal(pthread_t thread1,pthread_t thread2);

（2）pthread_join：使一个线程等待另一个线程结束

头文件：#include

函数定义：int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

描述：pthread_join()函数，以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。当函数返回时，被等待线程的资源被收回。如果线程已经结束，那么该函数会立即返回。并且thread指定的线程必须是joinable的。

参数：thread: 线程标识符，即线程ID，标识唯一线程。retval: 用户定义的指针，用来存储被等待线程的返回值。

返回值：0代表成功。失败，返回的则是错误号。

(3)线程创建函数：pthread_t：线程句柄

类型定义：

typedef unsigned long int pthread_t;

用途：pthread_t用于声明线程ID。

sizeof(pthread_t) =8

pthread_t，在使用printf打印时，应转换为u类型。

四、实验过程与关键代码分析

实验代码：

#include

#include

#include

#include "pthread.h"

/*-Thread1-------------------------------------*/

void thread1()

{

int i=0;

while(1)

{ printf("thread1 :%d\n",i);

if (i>3)

pthread_exit(0);

i++;

sleep(1);

}

}

/*--Thread2-----------------------------*/

void thread2()

{ int i=0;

while(1)

{ printf("thread2 :%d\n",i);

if (i>5)

pthread_exit(0);

i++;

sleep(1);

}

}

/*--------------------------------------------------------*/

int main(void)

{

pthread_t t1, t2;

pthread_create(&t1, NULL, (void*)thread1, NULL);

pthread_create(&t2, NULL, (void*)thread2, NULL);

pthread_join(t1, NULL);

pthread_join(t2, NULL);

return 0;

}

实验结果：

实验问题：一开始编译的时候出错，提示pthread_create未定义。网上查询原因以后得知：pthread库不是linux系统默认的库，连接时需要使用静态libpthread.a，因此在编译时要加–lpthread参数，问题解决。

五、实验小结