树莓派汇编语言程序设计入门实验

实验3-2 查找最大数

编写汇编代码

参考指导书，编写实现查找最大数功能的汇编代码，将我学号后四位1218作为最大数

.section .data
.align 3
my_data:
	.quad 1
	.quad 2
	.quad 5
	.quad 1218
	.quad 10
	.quad 12

my_data_count:
	.quad 6

.align 3 
print_data:
	.string "big data: %d
"

.section .text
.globl main
main:
	stp x29, x30, [sp, -16]!

	ldr x0, =my_data
	ldr x1, my_data_count

	add x4, x0, #40

	mov x3, xzr
1:
	ldr x2, [x0], #8
	cmp x2, x3
	csel x3, x2, x3, hi

	cmp x0, x4
	b.ls 1b

	ldr x0, =print_data
	mov x1, x3

	bl printf

	ldp x29, x30, [sp], 16
	ret

编译运行

汇编代码
上学期我们在计算机组成原理课上曾学习过MIPS架构，再结合这学期在ARM架构的树莓派上实践，总结MIPS和ARM有如下区别：

• MIPS指令很简单，格式很规整，就可以做很快（频率很高)。这符合RISC的初衷，但是功耗可能会比较大些(和频率有关），然后编译生成的代码很长(你不得不用大一点的Cache )。
  
• ARM指令很复杂，而且电路实现起来会比精简的指令相对复杂，当面积和功耗优先级高时，最高运行频率可能不会太高。
  

下面使用gcc maxnum.s -o maxnum -g --static进行编译，运行结果如下

成功找出最大数

使用gdb单步调试汇编程序

发现OpenEuler操作系统并没有安装gdb，于是sudo yum install gdb

使用gdb --tui ./maxnum来进行调试。

使用b main在主函数设置断点

使用run

使用n和s单步执行

使用info reg xn查看寄存器的值

实验3-3 通过C语言调用汇编函数

编辑两个代码文件：
第一个是arm汇编代码文件compare.s：

.section .text
.globl compare_data
compare_data:
        cmp x0, x1
        csel x0, x0, x1, hi
        ret

第二个是包含主函数的C代码文件:main.c：

#include <stdio.h>

extern int compare_data(int a, int b);

int main()
{
        int val;

        val = compare_data(1218,1111);

        printf("bigger data is:%d
",val);
}

使用gcc compare.s main.c -o compare编译

实验3-4 通过汇编语言调用C函数

和实验3-3类似，相当于反过来，比较函数用C写的，主函数用汇编写
compare.c：

int compare_data(int a, int b)
{
        return (a >= b) ? a : b;
}

main.s

.section .data
.align 3

print_data:
        .string "bigger data is:%d
"

.section .text
.globl main
main:
        stp     x29, x30, [sp, -16]!

        mov x0, #6
        mov x1, #5
        bl compare_data

        mov x1, x0
        ldr x0, =print_data

        mov x1, x0
        ldr x0, =print_data
        bl printf

        ldp x29, x30, [sp], 16
        ret

运行结果如下

实验3-5 gcc内联汇编

内联汇编编译即在C代码中嵌入汇编代码
测试代码test.c如下：

#include <stdio.h>

static int compare_data(int a, int b)
{
        int val;

        asm volatile(
                        "cmp %1, %2
"
                        "csel %0, %1, %2, hi
"
                        : "+r" (val)
                        : "r" (a), "r"(b)
                        : "memory");

        return val;
}

int main()
{
        int val;

        val = compare_data(5,6);
        printf("big data: %d
", val);

        val = compare_data(1111,1218);
        printf("big data: %d
", val);
}

运行结果