版本 787b5e41970a9e0c5e940cee2c88c0ed4f95fd36

Lab38: ARM Environment (2015q1 Week #2)

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

.. code-block:: prettyprint

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

.. code-block:: prettyprint

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

.. code-block:: prettyprint

    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

.. code-block:: prettyprint

cd arm-lecture

試著編譯 ARM 版本的 “Hello World” 程式

.. code-block:: prettyprint

cd arm-lecture
cd hello && make qemu

預期將看到以下輸出

.. code-block:: prettyprint

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

.. code-block:: prettyprint

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)

.. code-block:: prettyprint

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)

.. code-block:: prettyprint

cd example2
make default qemu

預期輸出:

.. code-block:: prettyprint

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)

.. code-block:: prettyprint

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

作業要求

參閱 Introduction to ARM Architecture<https://docs.google.com/presentation/d/1cFBRICktpVQAOLzE5eDKD-OM4ckJuncFsn39Wg8aLZI/edit#slide=id.p14>_ 簡報內容
- Lab-1: 實做 Fibonacci 數列<http://home.educities.edu.tw/mario123/problems/fibonacci.htm>_，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-1 和 lab-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
繳交方式：
- 在 GitHub 上 Fork arm-lecture<https://github.com/embedded2015/arm-lecture>_，並提交修改
  - 對應於 lab-1, lab-1i 這兩個目錄
- 編輯下方「作業區<https://embedded2015.hackpad.com/Week-2-Mar-3-ARM-Environment-PxsRjeEkz5l>_」，增添開發紀錄和 GitHub 連結
- 更新共筆，將作業加入，並標注自己的 ID
  - 寄件到 jserv.tw@gmail.com
  - 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

參考資料

Git / GitHub 教學<http://dylandy.github.io/Easy-Git-Tutorial/>_
Thumb2 conditional code 以及程式開發心得<http://www.slideshare.net/hirokiht/arm-developement>_, 竹內宏輝