arm體系結(jié)構(gòu)培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-01-17 19:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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個活動的寄存器。 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 ? 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各模式及可訪問的寄存器 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 5. ARM體系的異常 ? 異常簡介 只要正常的程序流被暫時中止 ， 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 ， 當(dāng)外設(shè)向處理器內(nèi)核發(fā)出中斷請求導(dǎo)致內(nèi)核從用戶模式切換到異常中斷模式 。 如果同時發(fā)生兩個或更多異常，那么將按照固定的順序來處理異常。 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表示不對該位有影響 ， 保留原來的值 。 5. ARM體系的異常 ? 異常優(yōu)先級 當(dāng)多個異常同時發(fā)生時 ， 一個固定的優(yōu)先級決定系統(tǒng)處理它們的順序 。 優(yōu) 先 級 由 高 到 低 5. ARM體系的異常 6. ARM體系的存儲系統(tǒng) ? 簡介 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 （ 即存在同一個空間 ） 。 只有裝載 、 保存和交換指令可訪問存儲器中的數(shù)據(jù) 。 芯片一般在處理器核和外部存儲器之間有一個存儲器管理部件將局部總線的信號和時序轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實的外部總線信號和時序 。 ARM7 處理器核 存儲器 存儲器 管理 器 ARM7的規(guī)范定義了局部總線的信號和時序。 各芯片生產(chǎn)廠商制定了自己的外部總線的信號和時序。 6. ARM體系的存儲系統(tǒng) ? 地址空間 ARM結(jié)構(gòu)使用單個平面的 232個 8位字節(jié) 地址空間 。地址空間可以看作是包含 230個 32位字 ， 或 231個 16位半字 。 如果地址向上或向下溢出地址空間 ， 通常會發(fā)生翻轉(zhuǎn) 。 注意： 如果在取指操作時地址發(fā)生溢出 ， 只要沒有執(zhí)行預(yù)取的無效指令 ， 就不會導(dǎo)致異常 。 6. ARM體系的存儲系統(tǒng) ? 存儲器格式 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 存儲器 半字 半字 字 6. ARM體系的存儲系統(tǒng) ? 存儲器格式 存儲器系統(tǒng)有兩種映射機(jī)制： ?小端存儲器系統(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 存儲器 小端存儲模式下，0x12345678在 A地址開始的一個字空間的存儲； 1 大端存儲模式下，0x12345678在 A地址開始的一個字空間的存儲； 2 0x12 0x34 0x56 0x78 …… …… A+3 A+2 A+1 A 存儲器 0x78 0x56 0x34 0x12 ? 非對齊的存儲器訪問 ARM結(jié)構(gòu)通常希望所有的存儲器訪問都合理的對齊 ， 具體來說就是字訪問的地址通常是字對齊的 ， 而半字訪問使用的地址是半字對齊的 。 不按這種方式對齊的存儲器訪問稱為 非對齊的存儲器訪問 。 ?將一個非字 （ 半字 ） 對齊的地址寫入 ARM（ Thumb） 狀態(tài)的 R15寄存器 ， 將引起 非對齊的指令取指 。 ?在一個非字 （ 半字 ） 對齊的地址讀寫一個字 （ 半字 ） ， 將引起 非對齊的數(shù)據(jù)訪問 ： 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實現(xiàn)尋找真實操作數(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 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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