【正文】 odem/Zmodem協(xié)議以及在以太網(wǎng)上采用TFTP協(xié)議[3]。2 ARM體系結(jié)構(gòu)Bootloader是根據(jù)CPU芯片和板級(jí)設(shè)備來(lái)設(shè)計(jì)的，S3C MINI2440是一款基于ARM920T的開發(fā)板。ARM既是一個(gè)英國(guó)公司的名字，也是一類微處理器的通稱，同時(shí)是一種技術(shù)的名字。ARM體系結(jié)包含ARM處理器的存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)類型、工作模式和寄存器等。 ARM存儲(chǔ)器在ARM體系結(jié)構(gòu)中，ARM920T有32位的地址線，最大可尋址空間為4GB，數(shù)據(jù)類型有字、半字和字節(jié)三種，每個(gè)字單元包含兩個(gè)半字單元或四個(gè)字節(jié)單元，每個(gè)半字單元包含兩個(gè)字節(jié)單元。在字單元中，有大端格式和小端格式兩種，小端格式是指字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存放在高地址，低字節(jié)存放在低地址的格式，大端格式是指字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存放在低地址，低字節(jié)存放在高地址的格式。ARM處理器有7種工作模式：系統(tǒng)模式、用戶模式、快速中斷模式、普通中斷模式、管理模式、數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止模式、未定義指令中止模式7種工作模式。其中除了用戶模式外，其他統(tǒng)稱為特權(quán)模式，特權(quán)模式中除系統(tǒng)模式外，其他統(tǒng)稱為異常模式，如圖21所示。 ARM工作模式系統(tǒng)模式快速中斷模式普通中斷模式管理模式數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止模式未定義指令中止模式異常模式特權(quán)模式用戶模式圖 2 1 ARM處理器的7種工作模式 ARM寄存器ARM處理器7種運(yùn)行模式的描述如表21所示。表 2 1運(yùn)行模式處理器模式處理器模式描述用戶模式正常程序執(zhí)行時(shí)的工作模式系統(tǒng)模式用于運(yùn)行特權(quán)級(jí)的系統(tǒng)任務(wù)管理模式一種保護(hù)模式，加電、復(fù)位、SWI時(shí)進(jìn)入普通中斷模式低優(yōu)先級(jí)中斷產(chǎn)生時(shí)進(jìn)入，用于普通的中斷處理快速中斷模式高優(yōu)先級(jí)中斷產(chǎn)生時(shí)進(jìn)入，用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止模式存儲(chǔ)異常時(shí)進(jìn)入該模式，用于虛擬存儲(chǔ)和存儲(chǔ)保護(hù)未定義指令中止模式執(zhí)行位定義指令時(shí)進(jìn)入該模式ARM 處理器有37個(gè)32位的寄存器，其中有31個(gè)通用寄存器，6個(gè)狀態(tài)寄存器，這些寄存器根據(jù)不同的工作模式被分為若干個(gè)組，其中15個(gè)通用的寄存器為R1R14和程序計(jì)數(shù)器在每種工作狀態(tài)下都可見，狀態(tài)寄存器有一個(gè)或兩個(gè)可見，如表22。表 2 2 ARM處理器各工作模式下的寄存器FIQUser/SYSIRQSVCUNDABT別名R0a1R1a2R2a3R3a4R4v1R5v2R6v3R7v4R8R8v5R9R9v6R10R10slR11R11fpR12R12ipR13R13R13R13R13R13spR14R14R14R14R14R14lrR15pcCPSR　SPSR　SPSRSPSRSPSRSPSR　由表22可知：1) R0R7是未分組寄存器，所有工作模式下都使用同一個(gè)物理寄存器，其中R0R3常用作子程序調(diào)用時(shí)參數(shù)的傳遞[4]。 2) 分組寄存器R8R12，使用兩個(gè)不同的物理寄存器，除了快速中斷模式使用R8_fiqR12_fiq外，其它的工作模式都是使用R8_usrR12_usr。3) 分組寄存器R13R14，使用6個(gè)不同的物理寄存器，除了系統(tǒng)模式和用戶模式共用共有一個(gè)外，其它5種工作模式都使用自己的對(duì)應(yīng)的寄存器，其中R13常用作堆棧指針SP，R14用作鏈接寄存器LR。4) 程序器R15又稱為PC，ARM采用流水線機(jī)制，PC指向的是當(dāng)前執(zhí)行指令的下兩條指令。由于ARM指令是按字對(duì)齊的，所以PC值的第0位和第1位總為0。5) 另外還有兩個(gè)特殊的寄存器CPSR和SPSP，一個(gè)為當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器，另一個(gè)為備份程序狀態(tài)寄存器，它們都包含了中斷禁止位、當(dāng)前處理器模式標(biāo)志位和狀態(tài)位等。其中CPSR可以在任何處理器模式下被訪問(wèn)。除了用戶模式和系統(tǒng)模式外，其他工作模式都有自己的SPSR。當(dāng)特定的異常中斷發(fā)生時(shí)，SPSR將得到CPSR中的內(nèi)容，當(dāng)異常中斷返回退出時(shí)，將用SPSR中保存的值來(lái)恢復(fù)CPSR。用戶模式或者系統(tǒng)模式下訪問(wèn)SPSR，將會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果。圖22給出PSR寄存器的相關(guān)定義，表23給出了特殊位的具體含義，表 24給出了標(biāo)志位的具體含義，ARM指令根據(jù)這些條件標(biāo)志位來(lái)選擇性地執(zhí)行。31 30 29 28 27 26 25 …………………… 8 7 6 5 4 3 2 1 0N Z C V undefined I F T M4 M3 M2 M1 M0標(biāo)志位保留位控制位OverflowCarryZeroNegativeMode BitsState BitFIQ DisableIRQ Disdable圖 2 2 SPSR與CPSR的格式表 2 3 特殊位的含義N負(fù)數(shù)標(biāo)志Z結(jié)果為0標(biāo)志C溢出標(biāo)志V借位標(biāo)志I為0時(shí)IRQ使能F為0時(shí)FIQ使能T0為ARM,1為THUMBM[4:0] 0b10000usr模式M[4:0] 0b10001fiq模式M[4:0] 0b10010irq模式M[4:0] 0b10011svc模式M[4:0] 0b10111abt模式M[4:0] 0b11011und模式M[4:0] 0b11111sys模式表 2 4 標(biāo)志含義助字符后綴標(biāo) 志含 義EQZ置位相等NEZ清零不相等CSC置位無(wú)符號(hào)數(shù)大于或等于CCC清零無(wú)符號(hào)數(shù)小于MIN置位負(fù)數(shù)PLN清零正數(shù)或零VSV置位溢出VCV清零未溢出HIC置位Z清零無(wú)符號(hào)數(shù)大于LSC清零Z置位無(wú)符號(hào)數(shù)小于或等于GEN等于V帶符號(hào)數(shù)大于或等于LTN不等于V帶符號(hào)數(shù)小于GTZ清零帶符號(hào)數(shù)大于LEZ置位帶符號(hào)數(shù)小于或等于AL忽略無(wú)條件執(zhí)行 ARM體系的異常中斷在ARM體系中通常用順序執(zhí)行、正常跳轉(zhuǎn)和異常跳轉(zhuǎn)3種方式控制程序的執(zhí)行流程。順序執(zhí)行是指程序在執(zhí)行的過(guò)程中，遇到一條ARM指令，PC值加4，遇到一條THUMB指令，PC值加2，整個(gè)過(guò)程都沒(méi)有發(fā)生跳轉(zhuǎn)。正常執(zhí)行是指程序通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令，跳到特定標(biāo)號(hào)或者子程序中執(zhí)行，異常跳轉(zhuǎn)是指有異常中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)保存當(dāng)前狀態(tài)，跳到相應(yīng)的異常處理函數(shù)去執(zhí)行，當(dāng)異常處理函數(shù)處理完成后返回中斷發(fā)生前的下一條指令繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)正常的程序執(zhí)行流程發(fā)生暫時(shí)的停止時(shí)稱之為異常，例如處理一個(gè)外部的中斷請(qǐng)求。中斷功能能夠在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)中斷。發(fā)生中斷時(shí)微控制器將CPU寄存器的值壓入堆棧保存，進(jìn)入中斷處理函數(shù)。在中斷處理函數(shù)結(jié)束時(shí)，將保存的值彈出堆棧，繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)入中斷以前的程序[5]。ARM處理器允許多個(gè)異常同時(shí)發(fā)生，它們將會(huì)按固定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行處理。ARM體系所支持的異常中斷類型和異常向量描述如表25所示。表 2 5異常中斷類型和異常向量中斷向量偏移地址 異常中斷類型 異常中斷模式 優(yōu)先級(jí) 0x0000 0000 復(fù)位 管理模式 1（最高）0x0000 0004 未定義未定義指令中止模式60x0000 0008 軟件中斷管理模式60x0000 000C 指令預(yù)取中止數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中止模式 50x0000 0010 數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止模式 20x0000 0014 保留保留保留0x0000 0018 普通中斷請(qǐng)求普通中斷模式 40x0000 001C 快速中斷請(qǐng)求快速中斷模式 3由表25可知中斷向量表就是各類型中斷處理程序的入口地址表[6]，每種異常中斷類型都在中斷向量表中占四個(gè)字節(jié)的空間，這四個(gè)字節(jié)空間里存放這一條跳轉(zhuǎn)指令，程序通過(guò)這個(gè)跳轉(zhuǎn)指令跳到相應(yīng)的異常中斷處理函數(shù)處執(zhí)行。一般的中斷處理過(guò)程為[7]：1) 關(guān)中斷，進(jìn)入不可再次響應(yīng)的狀態(tài)，有硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。2) 保存斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)。3) 判別中斷源，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。4) 開中斷，因?yàn)榻酉聛?lái)就要執(zhí)行中斷服務(wù)程序，開中斷將允許更高級(jí)中斷得到響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。5) 執(zhí)行中斷服務(wù)程序。6) 退出中斷。在退出時(shí)，又進(jìn)入不可中斷狀態(tài)，即關(guān)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，恢復(fù)斷點(diǎn)，然后開中斷