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Lab38: Cross-Development (2015q1 Week #2)

預期目標

預先準備動作

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sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential git-core
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf g++-arm-linux-gnueabihf
sudo apt-get install qemu-user qemu-system-arm

範例程式碼操作

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    git clone https://github.com/embedded2015/arm-lecture.git
  • 確認 arm-lecture 目錄已正確由 git 建立,接著切換工作目錄,並且編譯 ARM 版本的 “Hello World” 程式

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cd arm-lecture
cd hello && make qemu
  • 預期將看到以下輸出

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arm-linux-gnueabihf-as -c  -o hello.o hello.s
arm-linux-gnueabihf-ld  -o hello hello.o 
qemu-arm ./hello
Hello, world!
  • 若沒有特別指明,後續操作都在 arm-lecture 目錄之下,以下指令可以從 hello 目錄返回

.. code-block:: prettyprint

cd ..

對照測試簡報中的範例程式碼

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cd example1
make default qemu
  • 預期輸出: 0
  • 修改 example1.c,將其中的 return 0 改為 return c,之後再 make qemu,即可知道 add(a,b) 的輸出結果
  • 將 example1.c 中的 add(a,b) 改為 div(a,b),並對照簡報 Page 40-41,在 Makefile 的 CFLAGS 加上-mcpu=cortex-a15, 可發現生成的 ARM 機械碼使用了 sdiv 指令

  • Example 2 (Page 34)

.. code-block:: prettyprint

cd example2
make default qemu
  • 預期輸出:

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a * b is 140
a * b + c is 143
c - a * b is -137
  • Example 3 (Page 45)

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cd example3
make default qemu
  • 預期輸出

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a/2 / b/2 is 0
  • Example 4 (Page 50)

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cd example4
make default qemu
  • 預期輸出

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a * b is 664237569
  • Example 5 (Page 55)

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cd example5
make default qemu
  • 預期輸出

.. code-block:: prettyprint

a & b is 17
Before operation, apsr was 20030010
After operation, apsr was 60030010
  • Example 6 (Page 62)

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cd example6
make default qemu
  • 預期輸出

.. code-block:: prettyprint

The address of a is 0xf6fff0ac
The value of b is now 10

作業要求

  • 參閱 Introduction to ARM Architecture 簡報內容
  • Lab-1: 實做 Fibonacci 數列,使用 ARM 組合語言
  • 必須實做遞迴和非遞迴的版本,分別對應 lab-1lab-1i 目錄,請直接修改這兩個目錄中的程式碼,不需要建立新目錄

  • 試著用最短的 ARM 組合語言程式碼來開發
  • 提示:使用 Thumb2 conditional code

  • 嘗試評估 Fibonacci 數列 的執行效率,並比較遞迴和非遞迴實做的表現
  • 繳交方式:
  • 在 GitHub 上 Fork arm-lecture,並提交修改
    • 對應於 lab-1, lab-1i 這兩個目錄
  • 編輯 Hackpad 下方「作業區」,增添開發紀錄和 GitHub 連結

  • 更新上述 Hackpad,將作業加入,並標注自己的 ID
    • 寄件到
    • 標題: “[NCKU/embedded]” 開頭,後面加學號與姓名
    • 內容:(回答以下問題)
    • GitHub 帳號, wiki 帳號 (註冊本站)
    • 關於 fork 出來的 repository 修改描述
    • 附上一份自我介紹和對課程的期許
  • 截止日期:
  • Mar 14, 2015 (含) 之前
  • 越早在 GitHub 上有動態、越早接受 code review,評分越高

挑戰題

  • 修改 Makefile 和撰寫必要的 script,讓 make qemu 可以一併自動檢驗 Fibonacci 計算的正確性
  • 使用情境如同 Running unittests via QEMU

  • 計算每道 ARM/Thumb 指令的 cycle count,並且提出改善實做效能的方法

  • gnuplot 繪製效能分析圖表,藉此得知 Fibonacci 數列對於效能的影響
  • 參考資訊: Gnuplot 純畫圖

  • 練習 ARM GCC Inline Assembly

參考資料