一、存儲(chǔ)器格式(字對(duì)齊): Arm體系結(jié)構(gòu)將存儲(chǔ)器看做是從零地址開始的字節(jié)的線性組合,。從零字節(jié)到三字節(jié)放置第一個(gè)存儲(chǔ)的字(32位)數(shù)據(jù),,從第四個(gè)字節(jié)到第七個(gè)字節(jié)放置第二個(gè)存儲(chǔ)的字?jǐn)?shù)據(jù),一次排列,。作為32位的微處理器,,arm體系結(jié)構(gòu)所支持的最大尋址空間為4GB。
存儲(chǔ)器格式 1,、大端格式:高字節(jié)在低地址,,低字節(jié)在高地址; 2,、小端格式:高字節(jié)在高地址,,低字節(jié)在低地址; 指令長度: Arm微處理器的指令長度是32位的,,也可以為16位(thumb狀態(tài)下),。Arm微處理器中支持字節(jié)(8位),半字(16位),,字(32位)三種數(shù)據(jù)類型,,其中,字需要4字節(jié)對(duì)齊,,半字需要2字節(jié)對(duì)齊,。 注:所謂的指令長度是一條完整的指令的長度,而不是單純的mov這3個(gè)字母長度 二,、ARM體系的CPU有兩種工作狀態(tài) 1,、ARM狀態(tài):處理器執(zhí)行32位的字對(duì)齊的ARM指令,; 2、Thumb狀態(tài):處理器執(zhí)行16位的,、半字對(duì)齊的Thumb指令,; 在程序運(yùn)行的過程中,可以在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換,。處理器工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變并不影響處理器的工作模式和相應(yīng)寄存器中的內(nèi)容,。 CPU上電處于ARM狀態(tài)
三、ARM體系的CPU有以下7種工作模式: 1,、用戶模式(Usr):用于正常執(zhí)行程序,; 2、快速中斷模式(FIQ):用于高速數(shù)據(jù)傳輸,; 3,、外部中斷模式(IRQ):用于通常的中斷處理; 4,、管理模式(svc):操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式,; 5、數(shù)據(jù)訪問終止模式(abt):當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時(shí)進(jìn)入該模式,,可用于虛擬存儲(chǔ)以及存儲(chǔ)保護(hù),; 6、系統(tǒng)模式(sys):運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù),; 7,、未定義指令中止模式(und):當(dāng)未定義的指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式,可用于支持硬件,; Arm的工作模式切換有兩種方法: 被動(dòng)切換:在arm運(yùn)行的時(shí)候產(chǎn)生一些異?;蛘咧袛鄟碜詣?dòng)進(jìn)行模式切換 主動(dòng)切換:通過軟件改變,即軟件設(shè)置寄存器來經(jīng)行arm的模式切換,,應(yīng)為arm的工作模式都是可以通過相應(yīng)寄存器的賦值來切換的,。 Tips:當(dāng)處理器運(yùn)行在用戶模式下,某些被保護(hù)的系統(tǒng)資源是不能被訪問的,。
除用戶模式外,,其余6種工作模式都屬于特權(quán)模式; 特權(quán)模式中除了系統(tǒng)模式以外的其余5種模式稱為異常模式,; 大多數(shù)程序運(yùn)行于用戶模式,; 進(jìn)入特權(quán)模式是為了處理中斷、異常,、或者訪問被保護(hù)的系統(tǒng)資源,; 四、寄存器 ARM有31個(gè)通用的32位寄存器,6個(gè)程序狀態(tài)寄存器,,共分為7組,,有些寄存器是所有工作模式共用的,,還有一些寄存器專屬于每一種工作模式,; R13——棧指針寄存器,用于保存堆棧指針,; R14——程序連接寄存器,,當(dāng)執(zhí)行BL子程序調(diào)用指令時(shí),R14中得到R15的備份,,而當(dāng)發(fā)生中斷或異常時(shí),,R14保存R15的返回值; R15——程序計(jì)數(shù)器,; 快速中斷模式有7個(gè)備份寄存器R8—R14,,這使得進(jìn)入快速中斷模式執(zhí)行很大部分程序時(shí),甚至不需要保存任何寄存器,; 其它特權(quán)模式都含有兩個(gè)獨(dú)立的寄存器副本R13,、R14,這樣可以令每個(gè)模式都擁有自己的堆棧指針和連接寄存器,;
五,、當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器(CPSR) CPSR中各位意義如下: T位:1——CPU處于Thumb狀態(tài), 0——CPU處于ARM狀態(tài),; I,、F(中斷禁止位): 1——禁止中斷, 0——中斷使能,; 工作模式位:可以改變這些位,,進(jìn)行模式切換; 六,、程序狀態(tài)保存寄存器(SPSR) 當(dāng)切換進(jìn)入某一個(gè)特權(quán)模式時(shí),,SPSR保存前一個(gè)工作模式的CPSR值,這樣,,當(dāng)返回前一個(gè)工作模式時(shí),,可以將SPSR的值恢復(fù)到CPSR中; 七,、模式切換 當(dāng)異常發(fā)生,,CPU進(jìn)入相應(yīng)的異常模式時(shí),以下工作是由CPU自動(dòng)完成的: 1,、在異常模式的R14中保存前一工作模式的下一條即將執(zhí)行的指令地址,; 2、將CPSR的值復(fù)制到異常模式的SPSR中; 3,、將CPSR的工作模式設(shè)為該異常模式對(duì)應(yīng)的工作模式,; 4、令PC值等于這個(gè)異常模式在異常向量表中的地址,,即跳轉(zhuǎn)去執(zhí)行異常向量表中的相應(yīng)指令,; 從異常工作模式退回到之前的工作模式時(shí),需要由軟件來完成以下工作: 1,、將異常模式的R14減去一個(gè)適當(dāng)?shù)闹担?或8)后賦給PC寄存器,; 2、將異常模式SPSR的值賦給CPSR,; |
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