实验二：ARM指令
实验器材
硬件
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树莓派板子一块；
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5V/1A电源一个；
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microUSB线一根；
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USB-TTL串口线一根（FT232RL芯片或PL2303芯片）。
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PC（Windows/MacOS/Linux）一台；
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以太网线一根；
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路由器一台
软件
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PC上的USB-TTL串口线配套的驱动程序；
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PC上的串口终端软件putty
(1)生成了Thumb 指令还是 ARM 指令：如何通过编译参数改变，相同的程序，ARM和Thumb编译的结果有何不同， 如指令本身和整体目标代码的大小等;
a. 编写c代码
b. 编译
结果如下：
指令程度为32位，gcc默认使用arm指令集
c. 使用Thumb编译
结果如下：
指令长度是16
(2)对于ARM 指令,能否产生条件执行的指令;
a. 编写c代码
b. 编译
查看结果：
可以看到有ble等条件分支指令的出现，即ARM支持条件执行指令。
(3)设计 C 的代码场景,观察是否产生了寄存器移位寻址;
a. 编写c代码
b. 编译
查看结果：
可以看到左移指令lsl，所以ARM支持寄存器移位寻址
(4)设计 C 的代码场景,观察一个复杂的 32 位数是如何装载到寄存器的;
a. 编写c代码
b. 编译
查看结果：
可以看到ARM指令将大数字存在命令段，通过ldr指令去加载，而非MIPS等指令集使用lui和ori来实现32位大数字的实现。
(5)写一个 C的多重函数调用的程序,观察和分析: a. 调用时的返回地址在哪里? b. 传入的参数在哪里? c. 本地变量的堆栈分配是如何做的? d. 寄存器是 caller 保存还是 callee 保存?是全体保存还是部分保存?
a. 编写c程序
b. 编译
查看结果：
调用时的返回地址在LR中。
传入的参数在R0 R1 R2 R3四个寄存器中，多余的参数放在堆栈中。
本地变量存放在堆栈高地址，传进来的参数存放在堆栈低地址。
R0到R3由caller保存，R4以上由callee保存。全体保存。
(6)MLA 是带累加的乘法,尝试要如何写 C 的表达式能编译得到MLA 指令。
a. 编写c程序
b. 编译
查看结果：
可以看出，优化后的代码使用了MLA命令。
(7)BIC是对某一个比特清零的指令，尝试要如何写 C 的表达式能编译得到 BIC 指令。
a. 编写c程序
b. 编译
查看结果：
(8)编写一个汇编函数，接受一个整数和一个指针做为输入，指针所指应为一个字符串，该汇编函数调用C语言的 printf()函数输出这个字符串的前n个字符，n即为那个整数。在C语言写的main()函数中调用并传递参数给这个汇编函数 来得到输出。
汇编程序：
00000000 <f>:
0: e92d4800 push {fp, lr}
4: e28db004 add fp, sp, #4
8: e24dd010 sub sp, sp, #16
c: e50b0010 str r0, [fp, #-16]
10: e50b1014 str r1, [fp, #-20]
14: e3a03000 mov r3, #0
18: e50b3008 str r3, [fp, #-8]
1c: ea000008 b 44 <f+0x44>
20: e51b3008 ldr r3, [fp, #-8]
24: e51b2014 ldr r2, [fp, #-20]
28: e0823003 add r3, r2, r3
2c: e5d33000 ldrb r3, [r3]
30: e1a00003 mov r0, r3
34: ebfffffe bl 0 <putchar>
38: e51b3008 ldr r3, [fp, #-8]
3c: e2833001 add r3, r3, #1
40: e50b3008 str r3, [fp, #-8]
44: e51b2008 ldr r2, [fp, #-8]
48: e51b3010 ldr r3, [fp, #-16]
4c: e1520003 cmp r2, r3
50: bafffff2 blt 20 <f+0x20>
54: e3a0000a mov r0, #10
58: ebfffffe bl 0 <putchar>
5c: e24bd004 sub sp, fp, #4
60: e8bd8800 pop {fp, pc}
C程序：
