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ARM的作业形式和寄存器

以前学的时候学的是S3C6410的开发板,它是三星公司推出的基于ARMv6架构(指令集),处理器是ARM11。ARM架构是构建每个ARM处理器的基础。…

曾经学的时分学的是S3C6410的开发板,它是三星公司推出的根据ARM v6架构(指令集),处理器是ARM11。

ARM架构是构建每个ARM处理器的根底。

现在最新的是ARM v8架构:http://www.arm.com/zh/products/processors/instruction-set-architectures/armv8-architecture.php

ARMv8-A 将 64 位架构支撑引进 ARM 架构中,其间包括:64 位通用寄存器、SP(仓库指针)和 PC(程序计数器)64 位数据处理和扩展的虚拟寻址两种首要履行状况:AArch64 - 64 位履行状况,包括该状况的反常模型、内存模型、程序员模型和指令集支撑AArch32 — 32 位履行状况,包括该状况的反常模型、内存模型、程序员模型和指令集支撑这些履行状况支撑三个首要指令集:A32(或 ARM):32 位固定长度指令集,经过不同架构变体增强部分 32 位架构履行环境现在称为 AArch32。T32 (Thumb) 是以 16 位固定长度指令集的方法引进的,随后在引进 Thumb-2 技能时增强为 16 位和 32 位混合长度指令集。部分 32 位架构履行环境现在称为 AArch32。A64:供给与 ARM 和 Thumb 指令集相似功用的 32 位固定长度指令集。随 ARMv8-A 一同引进,它是一种 AArch64 指令集。 ARM ISA 不断改进,以满意前沿应用程序开发人员日益增长的要求,一起保留了必要的向后兼容性,以维护软件开发出资。在 ARMv8-A 中,对 A32 和 T32 进行了一些补充,以坚持与 A64 指令集共同。

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ARM共有七种作业形式

1 用户形式(User):用于正常履行程序

2 体系形式(Sys):运转具有特权的操作体系使命

3 快速中止形式(FIQ):用于高速数据传输和通道处理

4 外部中止形式(IRQ):用于一般的中止处理

5 管理形式(svc):操作体系运用的维护形式

6 数据拜访停止形式(abt):当数据或指令预取停止时进入,可用于虚拟存储及存储维护(有待查验)

7 未定义指令停止形式(Und):当未定义的指令履行时进入该形式,可用于支撑硬件协处理器的软件仿真(有待查验)

ARM的寄存器

ARM共有37个寄存器,其间31个通用寄存器和6个状况寄存器。这些寄存器不能被一起拜访,但在每种作业形式下都可拜访16个通用寄存器(R0~R15),和一个或两个状况寄存器(cpsr、spsr)。

31个通用寄存器能够分红三类:

1 未分组寄存器(R0~R7)

  在每一种作业形式下未分组寄存器都指向同一个物理寄存器

2 分组寄存器(R8~R14)

  关于分组寄存器,不同作业形式拜访的物理寄存器不同。关于R8~R12而言,每个寄存器对应两个不同的物理寄存器,当处于快速中止形式时拜访R8_fiq~R12_fiq,当处于非快速中止形式时拜访R8_usr~R12_usr。

  关于R13和R14寄存器来说,每个寄存器对应6个物理寄存器。其间一个是用户形式和体系形式共用,其他5个物理寄存器对应5个反常形式,并选用R13_ /R14_ 来区别。寄存器R13在ARM指令中常用作仓库指针,用户也能够用其它寄存器作为仓库指针,而在Thumb指令会集,某些指令强制要求R13作为仓库指针。因为处理器的每种运转形式均有自己独立的物理寄存器R13,在用户应用程序的初始化部分,一般都要初始化每种形式下的R13,使其指向该运转形式的栈空间。这样,当程序的运转进入反常形式时,能够将需求维护的寄存器放入R13所指向的仓库,而当程序从反常形式回来时,则从对应的仓库中康复,选用这种方法能够确保反常产生后程序的正常履行。寄存器R14称为链接寄存器(Link Register),当履行子程序调用指令(BL)时,R14可得到R15(程序计数器PC)的备份。在每一种运转形式下,都可用R14保存子程序的回来地址,当用BL或BLX指令调用子程序时,将PC的当时值给R14,履行完子程序后,又将R14的值回PC,即可完结子程序的调用回来。

3 程序计数器pc(R15)

  寄存器R15用作程序计数器(PC),在ARM状况下,位[1:0]为0,位[31:2]用于保存PC,在Thumb状况下,位[0]为0,位[31:1]用于保存PC.因为ARM体系结构选用了多级流水线技能,关于ARM指令集而言,PC总是指向当时指令的下两条指令的地址,即PC的值为当时指令的地址值加8个字节。

6个状况寄存器:

寄存器R16用作CPSR(CurrentProgram Status Register,当时程序状况寄存器),CPSR可在任何运转形式下被拜访,它包括条件标志位、中止制止位、当时处理器形式标志位,以及其他一些相关的操控和状况位。每一种运转形式下又都有一个专用的物理状况寄存器,称为SPSR(Saved Program Status Register,备份的程序状况寄存器),当反常产生时,SPSR用于保存CPSR的当时值,从反常退出时则可由SPSR来康复CPSR。因为用户形式和体系形式不属于反常形式,它们没有SPSR,当在这两种形式下拜访SPSR,成果是不知道的。
  操控位:PSR的低8位(包括I,F,T和M[4:0])称为操控位,当产生反常时这些位能够被改动,假如处理器运转特权形式,这些位也能够由程序修正.

  

  标志位:(不行手动修正)

  N,Z,C,V均为条件码标志位,它们的内容可被算术或逻辑运算的成果所改动,而且能够决议某条指令是否被履行.
  在ARM状况下,绝大多数的指令都是有条件履行的,在Thumb状况下,仅有分支指令是有条件履行的.

  N(Negative):当用两个补码表明的带符号数进行运转时,N=1表明运转成果为负,N=0表明运转成果为正或零
  Z:(Zero):Z=1表明运算成果为零,Z=0表明运转成果非零
  C:(Carry)加法运算:当运算成果产生了进位时C=1,不然C=0
    减法运算:当运算产生了借位,C=0不然C=1
    关于包括移位操作的非加/减运算指令 ,C为移出值的最终一位
    关于其他的非加/减运算指令C的值一般不改动
  V:(OVerflow)关于加/减法运算指令,当操作数和运算成果为二进制的被码表明的带符注意力时,V=1表明符号位溢出.关于其他的非加/减运算指令V的值一般不改动

                                          ->持续更新中…

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