arm體系結(jié)構(gòu)培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-01-17 19:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ARM處理器共有 7種不同的處理器模式，每種模式都有一組相應(yīng)的寄存器組，最多可以 18個(gè)活動(dòng)的寄存器。 4. ARM各模式及可訪問(wèn)的寄存器 4. ARM各模式及可訪問(wèn)的寄存器 ? 程序狀態(tài)寄存器的格式 N Z C V — — I M0 M1 M2 M3 M4 T F — . . . 31 30 29 28 27 26 8 7 6 5 4 3 2 1 0 條件代碼標(biāo)志 保留 控制位 溢出標(biāo)志 進(jìn)位或借位擴(kuò)展 零 負(fù)或小于 IRQ禁止 FIQ禁止 狀態(tài)位 模式位 4. ARM各模式及可訪問(wèn)的寄存器 4. ARM各模式及可訪問(wèn)的寄存器 5. ARM體系的異常 ? 異常簡(jiǎn)介 只要正常的程序流被暫時(shí)中止 ， 處理器就進(jìn)入異常模式 。 例如在用戶模式下執(zhí)行程序時(shí) ， 當(dāng)外設(shè)向處理器內(nèi)核發(fā)出中斷請(qǐng)求導(dǎo)致內(nèi)核從用戶模式切換到異常中斷模式 。 如果同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或更多異常，那么將按照固定的順序來(lái)處理異常。 5. ARM體系的異常 5. ARM體系的異常 ? 異常向量表 注： 表中的 I和 F表示不對(duì)該位有影響 ， 保留原來(lái)的值 。 5. ARM體系的異常 ? 異常優(yōu)先級(jí) 當(dāng)多個(gè)異常同時(shí)發(fā)生時(shí) ， 一個(gè)固定的優(yōu)先級(jí)決定系統(tǒng)處理它們的順序 。 優(yōu) 先 級(jí) 由 高 到 低 5. ARM體系的異常 6. ARM體系的存儲(chǔ)系統(tǒng) ? 簡(jiǎn)介 ARM處理器采用馮 諾依曼 （ Von Neumann） 結(jié)構(gòu) ，指令 、 數(shù)據(jù)和 I/O統(tǒng)一編址 （ 即存在同一個(gè)空間 ） 。 只有裝載 、 保存和交換指令可訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù) 。 芯片一般在處理器核和外部存儲(chǔ)器之間有一個(gè)存儲(chǔ)器管理部件將局部總線的信號(hào)和時(shí)序轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)的外部總線信號(hào)和時(shí)序 。 ARM7 處理器核 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器 管理 器 ARM7的規(guī)范定義了局部總線的信號(hào)和時(shí)序。 各芯片生產(chǎn)廠商制定了自己的外部總線的信號(hào)和時(shí)序。 6. ARM體系的存儲(chǔ)系統(tǒng) ? 地址空間 ARM結(jié)構(gòu)使用單個(gè)平面的 232個(gè) 8位字節(jié) 地址空間 。地址空間可以看作是包含 230個(gè) 32位字 ， 或 231個(gè) 16位半字 。 如果地址向上或向下溢出地址空間 ， 通常會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn) 。 注意： 如果在取指操作時(shí)地址發(fā)生溢出 ， 只要沒(méi)有執(zhí)行預(yù)取的無(wú)效指令 ， 就不會(huì)導(dǎo)致異常 。 6. ARM體系的存儲(chǔ)系統(tǒng) ? 存儲(chǔ)器格式 地址空間的規(guī)則要求字地址 A： ?位于地址 A的字包含的字節(jié)位于地址 A,A+1,A+2和A+3； ?位于地址 A的半字包含的字節(jié)位于地址 A和 A+1； ?位于地址 A+2的半字包含的字節(jié)位于地址 A+2和A+3； ?位于地址 A的字包含的半字位于地址 A和 A+2； …… 字節(jié) 字節(jié) 字節(jié) 字節(jié) …… A+3 A+2 A+1 A 存儲(chǔ)器 半字 半字 字 6. ARM體系的存儲(chǔ)系統(tǒng) ? 存儲(chǔ)器格式 存儲(chǔ)器系統(tǒng)有兩種映射機(jī)制： ?小端存儲(chǔ)器系統(tǒng) （ Littleendian） ： 在小端格式中 ， 數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在高地址中 。 ?大端存儲(chǔ)器系統(tǒng) (Bigendian)： 在大端格式中 ， 數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在低地址中 。 …… …… A+3 A+2 A+1 A 存儲(chǔ)器 小端存儲(chǔ)模式下，0x12345678在 A地址開始的一個(gè)字空間的存儲(chǔ)； 1 大端存儲(chǔ)模式下，0x12345678在 A地址開始的一個(gè)字空間的存儲(chǔ)； 2 0x12 0x34 0x56 0x78 …… …… A+3 A+2 A+1 A 存儲(chǔ)器 0x78 0x56 0x34 0x12 ? 非對(duì)齊的存儲(chǔ)器訪問(wèn) ARM結(jié)構(gòu)通常希望所有的存儲(chǔ)器訪問(wèn)都合理的對(duì)齊 ， 具體來(lái)說(shuō)就是字訪問(wèn)的地址通常是字對(duì)齊的 ， 而半字訪問(wèn)使用的地址是半字對(duì)齊的 。 不按這種方式對(duì)齊的存儲(chǔ)器訪問(wèn)稱為 非對(duì)齊的存儲(chǔ)器訪問(wèn) 。 ?將一個(gè)非字 （ 半字 ） 對(duì)齊的地址寫入 ARM（ Thumb） 狀態(tài)的 R15寄存器 ， 將引起 非對(duì)齊的指令取指 。 ?在一個(gè)非字 （ 半字 ） 對(duì)齊的地址讀寫一個(gè)字 （ 半字 ） ， 將引起 非對(duì)齊的數(shù)據(jù)訪問(wèn) ： 7. ARM指令的尋址方式 7. ARM指令的尋址方式 7. ARM指令的尋址方式 一條指令分為操作碼和地址碼 尋址方式 是根據(jù)指令中給出的地址碼字段來(lái)實(shí)現(xiàn)尋找真實(shí)操作數(shù)地址的方式 。 ARM處理器具有 9種基本尋址方式。 ； ； ； ； ； ； ； ； 。 MOV R0,0xFF 。將立即數(shù) 0xFF裝入 R0寄存器 注意 :立即數(shù)要以 ” ” 號(hào)為前綴 ,表示十六進(jìn)制數(shù)值以 ” 0x”表示 . 0x55 R0 MOV R0,0xFF 程序存儲(chǔ) 1. 尋址方式分類 —— 立即尋址舉例 0xFF從代碼中獲得數(shù)據(jù) MOV R1,R2 。將 R2的值存入 R1 0xAA 0x55 R2 R1 2. 尋址方式分類 —— 寄存器尋址舉例 MOV R1,R2 0xAA LDR R2,[R3,0x0C] 。讀取 R3+0x0C地址上的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容 ， 放入 R2 0x55 R2 R3 0x40000000 0xAA 0x4000000C 3. 尋址方式分類 —— 基址尋址舉例 LDR R2,[R3,0x0C] 0xAA 將 R3+0x0C作為地址裝
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