1.ARM的编程模式
1.1当ARM 采用的是32位架构.
ARM 约定:
Byte : 8 bits
Halfword(半字) :16 bits (2 byte)
Word : 32 bits (4 byte) 联想: 数据位宽4 byte,地址映射数据线32条
注意:Word在VC下是16bit,原因早期微软16位时就定义为16bit,后来32位时候未改换成DWord.
1.2大部分ARM core 提供:
(2)ARM 指令集(32-bit)
(1)Thumb 指令集(16-bit )
(3)Thumb2指令集(16 & 32bit)
小计:早期时候Thumb指令集,每条指令16bit。缺点:有时需要两个指令完成,效率,时间。之后ARM指令集每条指令32bit,缺点:浪费资源。随后Thumb2(armV7)[16&32]。
1.3 Jazelle cores 支持 Java bytecode(支持JAVA加速)
2.ARM处理器工作模式
2.1 ARM 有7个基本工作模式:
(1)User : 非特权模式,大部分任务执行在这种模式
(2)FIQ : 当一个高优先级(fast) 中断产生时将会进入这种模式
(3)IRQ : 当一个低优先级(normal) 中断产生时将会进入这种模式
(4)Supervisor :当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式
(5)Abort : 当存取异常时将会进入这种模式
(6)Undef : 当执行未定义指令时会进入这种模式
(7)System : 使用和User模式相同寄存器集的特权模式
2.2注意:
(1)除User(用户模式)是Normal(普通模式)外,其他6种都是Privilege(特 权模式)。
(2)Privilege中除Sys模式外,其余5种为异常模式。
(3)各种模式的切换,可以是程序员通过代码主动切换(通过写CPSR寄存器); 也可以是CPU在某些情况下自动切换。
(4)各种模式下权限和可以访问的寄存器不同。
2.3 CPU为什么设计这些模式?
(1)1CPU是硬件,OS是软件,软件的设计要依赖硬件的特性,硬件的设计要考 虑软件需要,便于实现软件特性。
(2)操作系统有安全级别要求,因此CPU设计多种模式是为了方便操作系统的多 种角色安全等级需要。
3.ARM的37个寄存器详解
3.1特点
1.ARM总共有37个寄存器,但是每种模式下最多只能看到18个寄存器,其他寄存器虽然名字相同但是在当前模式不可见。
例如:对r13这个名字来说,在ARM中共有6个名叫r13(又叫sp)的寄存器,但是在每种特定处理器模式下,只有一个r13是当前可见的,其他的r13必须切换到他的对应模式下才能看到。这种设计叫影子寄存器(banked register)
注意: System模式使用user模式寄存器集
Sp:栈指针寄存器。
lr:保存指针
Cpsr:程序状态寄存器
Spsr:保存cpsr状态寄存器
3.1.2总结
(1)ARM共有37个寄存器,都是32位长度
(2)37个寄存器中30个为“通用”型,1个固定用作PC,一个固定用作CPSR, 5个固定用作5种异常模式下的SPSR。
3.2 CPSR程序状态寄存器
(1)Mode位:
处理器模式位(7种)
(2)T Bit
仅ARM xT架构支持
T = 0: 处理器处于 ARM 状态
T = 1: 处理器处于 Thumb 状态
(3)中断禁止位:
I = 1: 禁止 IRQ.
F = 1: 禁止 FIQ.
(4)J 位
仅ARM 5TE/J架构支持
J = 1: 处理器处于Jazelle状态
(5)Q 位:
仅ARM 5TE/J架构支持
指示饱和状态
(6)条件位:
N = Negative result from ALU
(当运算为负的自动为1)
Z = Zero result from ALU
(当运算为0的自动为1)
C = ALU operation Carried out
(当运算进位自动为1)
V = ALU operation oVerflowed
(当运算溢出自动为1)
3.2.2注意
(1)CPSR中各个bit位表明了CPU的某些状态信息,这些信息非常重要, 和后面学到的汇编指令息息相关(譬如BLE指令中的E就和CPSR中 的Z标志位有关)
(2)CPSR中的I、F位和开中断、关中断有关
(3)CPSR中的mode位(bit4~bit0共5位)决定了CPU的工作模式, 在uboot 代码中会使用汇编进行设置。
来源:oschina
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