一个面试又把我拉回到了嵌入式,神奇的力量,好吧,我屈服了,那把我全身心都拉进去吧,不要在回去了。
arm简单体系结构概要,网上搜索的,姑且无情地占为己有
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arm处理器有7个处理器模式(x86有3个),用户模式、管理模式、未定义模式、中止模式、特权模式、irq模式,fiq模式。
用户模式和管理模式:共用r0-r14个通用寄存器,pc寄存器,共用一个cpsr。
未定义模式、中止模式、特权模式、irq模式:共享用户模式和管理模式的r0-r12,各自专用的r13-r14,注意和用户模式的r13-r14不同,pc寄存器,各自专用的cpsr和spsr。
fiq模式:共享用户模式和管理模式的r0-r7,专用的r8-r14,pc寄存器,各自专用的cpsr和spsr。
注意pc寄存器是所有模式共享一个。
编程时如果c和汇编共存要遵守atpcs标准,简单的说这个标准要求函数调用时r0-r3传递参数,如果参数多于四个通过堆栈传递,从右往左压参。如果有返回值用r0表示。
用户模式相当于x86中的第三特权级,用于执行普通任务,不可以执行特权操作,不能切换模式等,
未定义模式用于执行一条未定义指令时触发,可通过软件模拟执行,用于模拟浮点或dsp等.
中止模式用于取指出错或访存出错,内在原因可能是需要调页,或访问了非法区域.
特权模式在reset后自动进入,通过swi软指令中断也可进入.
irq用于普通中断处理,速度慢,进irq后默认关普通中断,但开fiq.fiq用于快速中断处理,有专用的r8-r14寄存器,一般不需要保存现场,进fiq后所有中断标记都关掉.
除用户模式外其他模式都有特权,可以为所欲为.
r13默认用来作为堆栈寄存器,r14用于保存返回地址.
用户模式和管理模式只有cpsr,没有spsr。cpsr是当前状态寄存器,内含算数运行标记位,irq和fiq标记,模式位,保留位。spsr是cpsr的备份。
arm处理器支持arm指令集和thumb指令集,arm指令集是32位,thumb指令集是16位,具有arm指令集的子集功能,实现同样的功能用thumb指令集所需空间较小,但执行时间有可能变长。arm代码向thumb代码跳转通过BX指令完成。BX指令通过判断数据项的最后一位来确定是否转入thumb或arm模式,跳转后会设置cpsr中的模式位。
这里我不打算描述arm或thumb指令集,因为那需要太大的篇幅,但arm和x86相比有一些很大的特殊之处就是它的堆栈可以向上或向下增长,而且存数与累加谁在先都可,这样就有四种堆栈方式;另外每条arm指令都带有执行条件,像溢出,进位等,只有在满足特定条件下指令才会得到执行;当然arm指令集不存在像x86指令集那样的向下兼容性,386支持16位实模式,兼容8086,但32位arm却没法识别16位arm指令集。