嵌入式 ARM 汇编编程例题（二维数组按规律求和，求两数 gcd / lcm，求数组 min / max，字符串复制，排序）

Posted 2022-01-15 繁凡さん

期末上机考试题目！

（只能用纯 ARM 汇编…不能调用 C 语言 ><）

0x00. 整数加减乘除

	area test, code, readonly
	entry
	mov r0, #2
	mov r1, #8
	
getadd
	add r2, r1, r0     ; r2 = r1 + r0  
getsub
	sub r3, r1, r0     ; r3 = r1 - r0
getmul
	mul r4, r1, r0     ; r4 = r1 * r0
getdiv                 ; r5 = r1 / r0
	sub r1, r1, r0
	add r5, r5, #1
	cmp r1, #0
	bgt getdiv
stop 
	b stop
	end

$\text{r2 = r1 + r0 = 0x0A = 10}$

$\text{r3 = r1 - r0 = 0x06 = 6}$

$\text{r4 = r1 * r0 = 0x10 = 16}$

$\text{r5 = r1 / r0 = 0x04 = 4}$

0x01. 一维数组按某种规律求和

0x01.1 求 1~100 之和

代码

	area text, code, readwrite
	entry
	mov R0, #100        ; R0=100
	mov R1, #0          ; R1=0
loop
	add R1, R1, R0      ; R1=R1+R0
	subs R0, R0, #1     ; R0=R0-1
	cmp R0, #0          ; 根据下一条指令来对R0,0进行比较
	bne loop            ; bne: 若R0 ≠ 0, 跳转至loop函数处循环执行。否则，就跳过loop函数继续执行
	ldr R2, =result     ; 将result的值赋给R2
	str R1, [R2]        ; 把R1的值存到R2所指定的地址中
result
	dcd 0               ; 将result初始化为0
stop
	b stop
	end

运行结果

r1 = 0x00013BA = 5050

0x01.2. 求一维数组的和

结果放置在 0x300000

	area getsum, code, readonly
	entry
	ldr r0, =src
	mov r3, #len       ; r3=len, 数组长度
	mov r1, #0       ; r1保存总和 
		
loop
	ldr r2, [r0]       ; r1为数组当前值
	add r1, r1, r2
	add r0, r0, #4     ; 地址指针r0后移1位
	sub r3, r3, #1     ; r3--
	cmp r3, #0
	bne loop
stop
	b stop
	
	area array, data, readwrite
src dcd 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
len equ 9
	
	end

运行结果

$1+2+3+4+5+6+7+8+9=45$

得到的结果 $\text{r1 = 0x02D = 45}$

结果存放在 0x300000 处

0x01.2. 求一维数组的所有奇数的和

代码

	area getsum, code, readonly
	entry
	ldr r0, =src
	mov r3, #len       ; r3=len, 数组长度
	mov r1, #0       ; r1保存总和 
		
loop
	ldr r2, [r0]       ; r1为数组当前值
	and r5, r2, #1
	cmp r5, #0         
	addne r1, r1, r2   ; 如果是奇数就加上
	add r0, r0, #4     ; 地址指针r0后移1位
	sub r3, r3, #1     ; r3--
	cmp r3, #0
	bne loop
stop
	b stop
	
	area array, data, readwrite
src dcd 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
len equ 9
	
	end

$\text{1 + 3 + 5 +7 + 9 = 25}$

得到的结果 $\text{r1 = 0x019 = 25}$

0x02. 二维数组按某种规律求和

听说不考二维数组（）

0x02.1. 求二维数组的和

0x02.2. 求二维数组的所有奇数的和

0x03. 求两数的最大公约数

使用更相减损术计算 $\gcd$

	area getgcd, code, readonly
	entry
	
start 
	mov r1, #50           ; r1 = 50
	mov r2, #30           ; r2 = 30
loop
	cmp r1, r2            
	subhi r1, r1, r2      ; 若r1>r2, r1=r1-r2
	subls r2, r2, r1      ; 若r1<r2, r2=r2-r1
	cmp r1, r2
	bne loop              ; 若 r1=r2, 退出循环
stop
	b stop
	
	end

运行结果

$\gcd (30,50)=10$

$\text{r1 = r2 = gcd = 0x0A = 10}$

0x04. 求两数的最小公倍数

代码

$\text{lcm}(a,b)=\frac{a\times b}{\gcd (a,b)}$

	area getlcm, code, readonly
	entry
	
start 
	mov r1, #50           ; r1 = 50
	mov r2, #30           ; r2 = 30
	mul r3, r1, r2        ; r3 = r1 * r2
loop
	cmp r1, r2            
	subhi r1, r1, r2      ; 若r1 > r2, r1 = r1 - r2
	subls r2, r2, r1      ; 若r1 < r2, r2 = r2 - r1
	cmp r1, r2
	bne loop              ; 若 r1 = r2, 退出循环
lcm                       ; lcm = a * b / gcd(a, b) 
	sub r3, r3, r1        ; arm 没有出发操作，因此使用模拟除法
	add r4, r4, #1
	cmp r3, #0
	bgt lcm 
stop
	b stop
	
	end

运行结果

$r4=0x96=150$

$\text{lcm(30, 50) = 150}$

0x05. 对一维数组进行排序

0x05.1. 冒泡排序

代码

; 冒泡排序
	area sort, code, readonly
	entry 
start 
	mov R4, #0          ; R4=0 
	ldr R6, =src        ; R6=src ,此时R6指向数组的开头   
	add R6, R6, #len    ; R6=R6+len ,此时R6指向数组的末尾      
outer 
	ldr R1, =src        ; 开始外围循环  
inner
	ldr R2, [R1]        ; 获取地址R1中的数字       R2=a[i] 
	ldr R3, [R1, #4]    ; 获取R1的下一个地址的数字 R3=a[i+1] 
	cmp R2, R3          ; 根据下一条指令来对R2,R3进行比较 
	strgt R3, [R1]      ; 如果R2>R3:  
	strgt R2, [R1, #4]  ;     交换R2,R3地址 
	add R1, R1, #4      ; 地址指针R1后移一位 
	cmp R1, R6          ; 根据下一条指令来对R1,R6进行比较(R1: 当前位置, R6: 数组末尾)    
	blt inner           ; blt: 小于(有符号数)如果R1<R6, 则跳转至inner处继续循环执行inner
	
	add R4, R4, #4      ; R4=R4+4 全局指针后移一位
	cmp R4, #len        ; 根据下一条指令来对R4,len进行比较(R4: 当前位置, len: 数组长度)
	suble R6, R6, #4    ; 如果没有走到末尾
	ble outer           ; 跳转至outer处继续循环执行outer
stop
	b stop
	
	area array, data, readwrite
src dcd 2, 5, 3, 1, 11, 10, 20
len equ 7 * 4 

	end 

运行结果

$\text{R6 = src = 0x804C}$

从 $\text{r6}$ 开始，排序结果为：$1,2,3,5,10,11,20$

0x06. 求一维数组中的最大值 / 最小值

代码

	area getminmax, code, readonly
	entry
	ldr r0, =src
	mov r5, #len       ; r5=len, 数组长度
	ldr r7, [r0]       ; r7为最大值
	ldr r6, [r0]       ; r6为最小值
		
loop
	add r0, r0, #4     ; 地址指针r0后移1位
	ldr r1, [r0]       ; r1为数组当前值
	sub r5, r5, #1     ; r5--
	cmp r7, r1
	movcc r7, r1       ; 产生错位，也即r7<r1, 使得r7=r1
	cmp r6, r1
	movcs r6, r1       ; 未产生错位，也即r6>r1, 使得r6=r1
	cmp r5, #0
	bne loop
stop
	b stop
	
	area array, data, readwrite
src dcd 2, 5, 3, 1, 11, 10, 15
len equ 7
	
	end

运行结果

$\text{r6}$ 为最小值，$\text{r6 = 1}$
$\text{r7}$ 为最大值，$\text{r7 = 0xF = 15}$

0x07. 字符串的复制

0x07.1. 字符串的复制

    area strcpy, code, readonly
	entry  
	ldr r0, =src   
	ldr r1, =des  
loop
	ldrb r2, [r0], #1  
	strb r2, [r1], #1  
	cmp r2, #0   
	bne loop   
stop 
	b stop    
	   
	area string, data, readwrite   
src dcb "abcdefghijklmn\\0"
des dcb "" 

    end

0x07.2. 从某地址处连续读取复制 100 个字符到目的地址标号 DIST 处

		area strcpy, code, readonly
dist	dcb "123456789……01234567890" 
		entry 
strcpys  
        stmfd r13!,r0-r3
        mov r0, #0x400
        ldr r1,= dist
        mov r2,#100
loop   
        subs r2, r2, #1
        ldrb r3, [r0], #1
        strb r3,[r1],#1
        bne  loop
        ldmfd r13!,r0-r3
        mov pc, lr

        end