Lab38: ARM Environment

預期目標

• 驗證 Introduction to ARM Architecture<https://docs.google.com/presentation/d/1cFBRICktpVQAOLzE5eDKD-OM4ckJuncFsn39Wg8aLZI/edit#slide=id.p14>_ 簡報內容
• 學習 GNU Toolchain
• 使用 QEMU 作為指令集模擬器

預先準備動作

• 在自己的電腦中，安裝 Lubuntu<http://lubuntu.net/>_ 14.10 作業系統 (版本太舊的話，後續操作可能會失敗)
  • 虛擬機器環境 (不建議): 透過 VirtualBox 安裝 LubVirtualBox 安裝 Lubuntu<https://hackpad.com/VirtualBox-with-LUbuntu14.04-yza4C1MPF5s>_
• 安裝相關開發工具

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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

• 使用 bash 作為 shell，避免不相容的狀況

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sudo apt-get install bash

• 關於 GNU/Linux 指令，請參閱 鳥哥的 Linux 私房菜<http://linux.vbird.org/>_
  • 本系列課程全程使用 GNU/Linux，全世界有十幾億台裝置內建 Linux 系統，學習 Linux 是相當划算的投資！

範例程式碼操作

• 取得 Introduction to ARM Architecture<https://docs.google.com/presentation/d/1cFBRICktpVQAOLzE5eDKD-OM4ckJuncFsn39Wg8aLZI/edit#slide=id.p14>_ 簡報對應的程式碼

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    git clone https://github.com/embedded2015/arm-lecture.git

• 確認 arm-lecture<https://github.com/embedded2015/arm-lecture.git>_ 目錄已正確由 git 建立，接著切換工作目錄

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cd arm-lecture

• 試著編譯 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<https://github.com/embedded2015/arm-lecture.git>_ 目錄之下，以下指令可以從 hello 目錄返回

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cd ..

對照測試簡報中的範例程式碼

• 參閱 Introduction to ARM Architecture<https://docs.google.com/presentation/d/1cFBRICktpVQAOLzE5eDKD-OM4ckJuncFsn39Wg8aLZI/edit#slide=id.p14>_ 簡報內容
• Example 1 (Page 31)

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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

• Example 2 (Page 34)

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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

• 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 3 (Page 45)

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cd example3
make default qemu

• 預期輸出

.. code-block:: prettyprint a/2 / b/2 is 0

• Example 4 (Page 50)

.. code-block:: prettyprint

cd example4
make default qemu

• 預期輸出

.. code-block:: prettyprint

a * b is 664237569

• Example 5 (Page 55)

.. code-block:: prettyprint

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)

.. code-block:: prettyprint

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