【正文】 提供 、 及 。 網(wǎng)絡設備，包括 VoIP、 WirelessLAN、 xDSL等。 在 實時控制和三維圖像處理 時主頻可達到 215 MFLOPS。 數(shù)字消費品，包括機頂盒、家庭網(wǎng)關、 MP3播放器和 MPEG4播放器等。 單一的 32位 AMBA總線接口。 28 SecurCore系列 SecurCore系列處理器除了具有體積小、功耗低、代碼密度大和性能高等特點外，還具有它自己的特別優(yōu)勢，即 提供了安全解決方案的支持 。 本章簡單介紹 ARM體系編程模型的一些基本概念，相關的知識在本書后面還有詳細的介紹。每種異常模式都有一些獨立的寄存器，以避免異常退出時用戶模式的狀態(tài)不可靠。這些寄存器都是 32位寄存器，但目前只使用了其中 12位。 40 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 14_fiq 14_irq R14_und 14_abt 14_svc 14 13_fi R13_irq R13_und R13_abt R13_svc R13 12_fi 12 11_fi 11 R10_fiq R10 R9_fiq R9 R8_fiq R8 寄存器 R8～ R14為 分組寄存器 。返回時，重新將這些值加載到寄存器。 48 R14寄存器注意要點 R14 R14_irq 用戶模式下的程序 IRQ模式下的程序 A a return B ... X A 地址 A 下的程序； IRQ中斷，硬件將某個地址存入 IRQ模式下的 R14_irq寄存器， 用戶模式下的 R14沒有被破壞 ； 3. IRQ服務程序 A執(zhí)行完畢，將 R14_irq寄存器的內容存入PC，返回之前被中斷的程序； 未被破壞 R14_irq 地址 A 49 R14寄存器注意要點 R14 R14_irq 用戶模式下的程序 IRQ模式下的程序 A a B ... X A 地址 A 地址 A 下的程序； IRQ中斷，硬件將某個地址存入 IRQ模式下的 R14_irq寄存器， 用戶模式下的 R14沒有被破壞 ； 3. IRQ服務程序 A執(zhí)行完畢，將 R14_irq寄存器的內容減去某個常量后存入 PC，返回之前被中斷的程序； 未被破壞 IRQ模式下的程序 B a return B ... X A 地址 B 地址 B4. 如果在 IRQ處理程序中打開 IRQ中斷，并且再次發(fā)生 IRQ中斷； 5. 硬件將返回地址保存在R14_irq寄存器中， 原來保存的返回地址將被覆蓋，造成錯誤 ； R14_irq 被破壞 6. 在程序 B返回到程序 A，然后在返回到用戶模式下被中斷的程序時，發(fā)生錯誤，將不能正確返回； return 解決辦法是確保 R14的對應版本在發(fā)生中斷嵌套時不再保存任何有意義的值（將 R14入棧），或者切換到其它處理器模式下。 程序計數(shù)器 PC，即 R15。這樣就使異常處理程序不會破壞被其中斷程序的運行現(xiàn)場。當成功地向 R15中寫入一個地址數(shù)值時，程序將跳轉到該地址執(zhí)行。它包含了條件標志位、中斷禁止位、當前處理器模式標志以及其他的一些控制和狀態(tài)位。 通常如果指令帶 S后綴，則該指令的執(zhí)行會影響條件代碼標志；但有一些指令的執(zhí)行總是會影響條件代碼標志。 3. CPSR中的控制位 CPSR的低 8位 I、 F、 T及 M[4∶ 0]統(tǒng)稱為控制位。 M控制位 控制位 M[4∶ 0]控制處理器模式 不是所有模式位的組合都定義了有效的處理器模式，如果使用了錯誤的設置，將引起一個無法恢復的錯誤。整個過程是按順序執(zhí)行。在實時操作系統(tǒng) (RTOS)中可以通過該機制實現(xiàn)系統(tǒng)功能調用 指令預取中止 (Prefech Abort) 如果處理器預取的指令的地址不存在，或者該地址不允許當前指令訪問，當該被預取的指令執(zhí)行時，處理器產生指令預取中止異常中斷 數(shù)據(jù)訪問中止 (Data Abort) 如果數(shù)據(jù)訪問指令的目標地址不存在，或者該地址不允許當前指令訪問，處理器產生數(shù)據(jù)訪問中止異常中斷 外部中斷請求 (IRQ) 當處理器的外部中斷請求引腳有效，而且 CPSR寄存器的 I控制位被清除時，處理器產生外部中斷請求 (IRQ)異常中斷。 復位異常中斷處理程序不需要返回。 體系結構直接支持的數(shù)據(jù)類型 體系結構直接支持的數(shù)據(jù)類型 ARM處理器支持下列數(shù)據(jù)類型： ?字節(jié) 8位 ?半字 16位（必須分配為占用兩個字節(jié)） ?字 32位（必須分配為占用 4各字節(jié)） 1 1 1 2 3 4 2 78 ARM體系中的存儲空間 ARM體系使用單一的平板地址空間。地址為 A的半字數(shù)據(jù)包括地址為 A、 A+1兩個字節(jié)單元的內容。在存儲訪問操作中，如果存儲單元的地址沒有遵守上述的對齊規(guī)則，則稱為非對齊 (unaligned)的存儲訪問操作。在 CPU執(zhí)行當前指令的同時，可以從存儲器中預取其后若干條指令，具體預取多少條指令，不同的 ARM實現(xiàn)中有不同的數(shù)值。 自修改代碼指的是代碼在執(zhí)行過程中可能修改自身。 2. 非對齊的數(shù)據(jù)訪問操作 對于 Load/Store操作，如果是非對齊的數(shù)據(jù)訪問操作，系統(tǒng)定義了下面 3種可能的結果。但是在字單元中， 4個字節(jié)哪一個是高位字節(jié)，哪一個是低位字節(jié)則有兩種不同的格式： bigendian格式和 littleendian格式。這些字節(jié)單元的地址是一個無符號的 32位數(shù)值，其取值范圍為 0到 2321。 注意 ： ARM內核在中斷異常時置位中斷禁止標志，這樣可以防止不受控制的異常嵌套。 保存處理器狀態(tài)、中斷屏蔽位以及各條件標志位到相應異常對應的 SPSR_mode中。 當異常中斷發(fā)生時，系統(tǒng)執(zhí)行完當前指令后，將跳轉到相應的異常中斷處理程序處執(zhí)行。應用軟件不要操作這些位，以免與 ARM將來版本的擴展沖突。在特權級的處理器模式下，軟件可以修改這些控制位。對于有符號二進制補碼，結果為負數(shù)時 N=1，結果為正數(shù)或零時 N=0； Z 指令結果為 0時 Z=1，否則 Z=0；對于 CMP指令， Z=1表示進行比較的兩個數(shù)大小相等 C 當進行加法運算，并且最高位產生進位時 C=1，否則 C=0。當特定的異常中斷發(fā)生時，這個寄存器用于存放當前程序狀態(tài)寄存器的內容。也就是說，對于 ARM指令集來說， PC指向當前指令的下兩條指令的地址。當通過 BL或 BLX指令調用子程序時， R14被設置成該子程序的返回地址。 對于備份寄存器 R13和 R14來說，每個寄存器對應 6個不同的物理寄存器， 采用下面的記號來區(qū)分各個物理寄存器： Rn_mode (其中， mode可以是下面幾種模式之一： usr、sys、 svc、 abt、 und、 irq及 fiq?？梢哉J為它是一個通用寄存器，但是對于它的使用有許多與指令相關的限制或特殊情況。 45 Lable 程序 A 程序 B R14 R14（ LR）寄存器與子程序調用 BL Lable 地址 A ??? MOV PC,LR R14(地址 A) Lable 。一個用于除 FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一個用于 FIQ模式。任意時刻 (也就是任意的處理器模式下 )，可見的寄存器包括 15個通用寄存器 (R0～ R14)、一個或兩個狀態(tài)寄存器及程序計數(shù)器 (PC)。 系統(tǒng)模式是特權模式，不受用戶模式的限制。 處理器模式 說明 備注 用戶 (usr) 正常程序執(zhí)行模式 不能直接切換到其它模式 系統(tǒng) (sys) 運行操作系統(tǒng)的特權任務 與用戶模式類似，但具有可以直接切換到其它模式等特權 快中斷 (fiq) 支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理 FIQ異常響應時進入此模式 中斷 (irq) 用于通用中斷處理 IRQ異常響應時進入此模式 管理 /特權 (svc) 操作系統(tǒng)使用的一種保護模式 系統(tǒng)復位和軟件中斷響應時進入此模式 中止 (abt) 用于支持虛擬內存和 /或存儲器保護 在 ARM7TDMI沒有大用處 未定義 (und) 支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真 未定義指令異常響應時進入此模式 31 特權模式 處理器模式 說明 備注 用戶 (usr) 正常程序工作模式 不能直接切換到其它模式 系統(tǒng) (sys) 用于支持操作系統(tǒng)的特權任務等 與用戶模式類似，但具有可以直接切換到其它模式等特權 快中斷 (fiq) 支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理 FIQ異常響應時進入此模式 中斷 (irq) 用于通用中斷處理 IRQ異常響應時進入此模式 管理 (svc) 操作系統(tǒng)保護代碼 系統(tǒng)復位和軟件中斷響應時進入此模式 中止 (abt) 用于支持虛擬內存和 /或存儲器保護 在 ARM7TDMI沒有大用處 未定義 (und) 支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真 未定義指令異常響應時進入此模式 除用戶模式外，其它模式均為 特權模式 。 采用軟內核技術，以提供最大限度的靈活性，以及防止外部對其進行掃描探測。 在實時控制和三維圖像處理時主頻可達到 650 MFLOPS。 工業(yè)控制，包括馬達控制和能量控制等。 MMU支持 Window CE、 Palm OS、 Symbian OS、 Linux等。 包括了 DSP指令集。 ARM9E系列處理器具體應用在以下場合： 下一代的無線設備，包括視頻電話和 PDA等。 23 ARM9系列 ARM9系列處理器具有以下主要特點： 支持 32位 ARM指令集和 16位 Thumb指令集的 32位RISC處理器。 業(yè)界眾多領先的 IC制造商生產這類芯片。 21 ARM7系列 ARM7系列處理器具有以下主要特點： 成熟的大批量的 32位 RICS芯片。 Intel的 Xscale。 使用字符 x表示排除某種寫功能。 ARM體系版本 6首先在 2022年春季發(fā)布的 AR