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ARM处理器编程模型

一、arm采用RISC体系结构RISC并非只是简单地去减少指令,而是把着眼点放在了如何使计算机的结构更加简单合理地提高运算速度上,优先选取使…

一、arm选用RISC体系结构

RISC并非仅仅简略地去削减指令,而是把着眼点放在了怎么使计算机的结构愈加简略合理地进步运算速度上,优先选取运用频最高的简略指令。

二、ARM处理器共有37个寄存器,被分为若干个组(BANK),这些寄存器包含:
31个通用寄存器,包含程序计数器(PC指针),均为32位的寄存器。
6个状况寄存器,用以标识CPU的作业状况及程序的运转状况,均为32位,现在只运用了其间的一部分。

三、ARM微处理器在较新RISC体系结构中支撑两种指令集:ARM指令集和Thumb指令集。
ARM指令为32位的长度,Thumb指令为16位长度
Thumb指令集为ARM指令集的功用子集,但与等价的ARM代码相比较,可节约30%~40%以上的存储空间,一起具有32位代码的一切长处。

四、arm处理器的作业状况

ARM微处理器的作业状况一般有两种,并可在两种状况之间切换:
1、ARM状况,此刻处理器履行32位的字对齐的ARM指令;
2、Thumb状况,此刻处理器履行16位的、半字对齐的Thumb指令。
ARM指令集和Thumb指令集均有切换处理器状况的指令,并可在两种作业状况之间切换,但ARM微处理器在开端履行代码时,应该处于ARM状况。

五、ARM体系结构的存储器格局

1、(1)大端格局:在这种格局中,字数据的高字节存储在低地址中

(2)小端格局:在这种格局中,字数据的低字节存储在低地址中

2、存储办理单元-MMU

其主要功用有:
(1)将主存地址从虚拟存储空间映射到物理存储空间。
(2)存储器拜访权限操控。
(3)设置虚拟存储空间的缓冲特性等。

六、处理器形式

ARM微处理器支撑7种运转形式,分别为:

除用户形式外,其它形式均为特权形式。ARM内部寄存器和一些片表里设在硬件规划上只允许(或许可选为只允许)特权形式下拜访。此外,特权形式能够自在的切换处理器形式,而用户形式不能直接切换到其他形式。

除用户形式和体系形式外,其它形式均为反常形式。它们除了能够经过程序切换进入外,也能够由特定的反常进入。当特定的反常出现时,处理器进入相应的形式。每种反常形式都有一些独立的寄存器,以防止反常退出时用户形式的状况不可靠。

用户形式和体系形式这两种形式都不能由反常进入,并且它们运用完全相同的寄存器组。

体系形式是特权形式,不受用户形式的约束。操作体系在该形式下拜访用户形式的寄存器就比较便利,并且操作体系的一些特权使命能够运用这个形式拜访一些受控的资源。

六、寄存器

ARM微处理器中的寄存器不能被一起拜访,详细哪些寄存器是可编程拜访的,取决微处理器的作业状况及详细的运转形式。
但在任何时候,通用寄存器R14~R0、程序计数器PC、一个或两个状况寄存器都是可拜访的。

1、arm状况下寄存器
通用寄存器包含R0~R15,能够分为三类:
未分组寄存器R0~R7:在一切的运转形式下,未分组寄存器都指向同一个物理寄存器,他们未被体系用作特别的用处
分组寄存器R8~R14;关于分组寄存器,他们每一次所拜访的物理寄存器与处理器当时的运转形式有关。
程序计数器PC(R15):寄存器R15用作程序计数器(PC)

2、Thumb状况下的寄存器

程序员能够直接拜访的寄存器为:
8个通用寄存器R0~R7;
程序计数器(PC);
仓库指针(SP);
链接寄存器(LR);
有条件拜访程序状况寄存器( CPSR)。

3、ARM状况和Thumb状况之间寄存器的联系
Thumb状况R0~R7与ARM状况R0~R7相同;
Thumb状况CPSR和SPSR与ARM状况CPSR和SPSR相同;
Thumb状况SP映射到ARM状况R13;
Thumb状况LR映射到ARM状况R14;
Thumb状况PC映射到ARM状况PC(R15)。

七、反常

1、当正常的程序履行流程产生暂时的中止时,称之为反常。类型如下:

2、当多个反常一起产生时,ARM9处理器将依照反常的优先级凹凸次第处理,反常优先级由高到低的摆放次第如表所示。

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