【正文】 ?大端存儲(chǔ)器系統(tǒng)： 在大端格式中，數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在低地址中。字節(jié) 0～字節(jié) 字節(jié) 2～字節(jié) 3分別構(gòu)成了存儲(chǔ)空間的第一、第二個(gè)‘半字’單元；分別用字節(jié) 0的地址、字節(jié) 2的地址表示對(duì)應(yīng)‘半字’的地址。 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) 。 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 。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 ） 。 ARM中定義了復(fù)位、未定義指令、 SWI（軟中斷）、 預(yù)取指終止、預(yù)取數(shù)終止、 irq以及 fiq等７種異常。另外，請(qǐng)確保您程序的運(yùn)行不受保留位的值影響，因?yàn)閷?lái)的處理器可能會(huì)將這些位設(shè)置為 1或者 0。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 53 2021/6/16 M[4:0] 模式 可見(jiàn)的 Thumb狀態(tài)寄存器 可見(jiàn)的 ARM狀態(tài)寄存器 10000 用戶 R0～ R7,SP,LR,PC,CPSR R0～ R14,PC, CPSR 10001 快中斷 R0～R7,SP_fiq,LR_fiq,PC,CPSR, SPSR_fiq R0～ R7,R8_fiq～ R14_fiq,PC, CPSR, SPSR_fiq 10010 中斷 R0～R7,SP_irq,LR_irq,PC,CPSR, SPSR_fiq R0～R12,R13_irq,R14_irq,PC, CPSR, SPSR_irq 10011 管理 R0～R7,SP_svc,LR_svc,PC,CPSR, SPSR_svc R0～ R12,R13_svc,R14_svc, PC,CPSR, SPSR_svc 10111 中止 R0～R7,SP_abt,LR_abt,PC,CPSR, SPSR_abt R0～R12,R13_abt,R14_abt,PC, CPSR, SPSR_abt 11011 未定義 R0～R7,SP_und,LR_und,PC,CPSR, SPSR_und R0～ R12,R13_und,R14_und, PC,CPSR,SPSR_und 11111 系統(tǒng) R0～ R7,SP,LR,PC,CPSR R0～ R14,PC, CPSR CPSR模式位設(shè)置表 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 54 2021/6/16 程序狀態(tài)寄存器 ? 保留位 CPSR中的保留位被保留將來(lái)使用。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 52 2021/6/16 程序狀態(tài)寄存器 ? 控制位 ?模式位包括 M M M M1和 M0，這些位決定處理器的操作模式。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 51 2021/6/16 程序狀態(tài)寄存器 ? 控制位 ?中斷禁止位包括 I和 F位： ?當(dāng) I位置位時(shí)， IRQ中斷被禁止； ?當(dāng) F位置位時(shí)， FIQ中斷被禁止。當(dāng)處理器處于一個(gè)特權(quán)模式時(shí)，可用軟件操作這些位。對(duì)于結(jié)合移位操作的非加法 /減法指令， C為從最高位最后移出的值，其它指令 C通常不變； ?V當(dāng)進(jìn)行加法 /減法運(yùn)算，并且發(fā)生有符號(hào)溢出時(shí)V=1，否則 V=0，其它指令 V通常不變。對(duì)于有符號(hào)二進(jìn)制補(bǔ)碼，結(jié)果為負(fù)數(shù)時(shí) N=1，結(jié)果為正數(shù)或零時(shí) N=0； ?Z 指令結(jié)果為 0時(shí) Z=1（通常表示比較結(jié)果 “ 相等 ” ），否則 Z=0； page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 49 2021/6/16 程序狀態(tài)寄存器 ? 條件代碼標(biāo)志 各標(biāo)志位的含義如下： ?C 當(dāng)進(jìn)行加法運(yùn)算 (包括 CMN指令 )，并且最高位產(chǎn)生進(jìn)位時(shí) C=1，否則 C=0。所有 ARM指令都可按條件來(lái)執(zhí)行，而Thumb指令中只有分支指令可按條件執(zhí)行。 N、 Z、 C和 V位都是條件代碼標(biāo)志。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 47 2021/6/16 程序狀態(tài)寄存器 ? 條件代碼標(biāo)志 大多數(shù) “ 數(shù)值處理指令 ” 可以選擇是否影響條件代碼標(biāo)志位。CPSR和 SPSR通過(guò)特殊指令進(jìn)行訪問(wèn)。 CPSR反映了當(dāng)前處理器的狀態(tài)，其包含： ?4個(gè)條件代碼標(biāo)志（負(fù) (N)、零 (Z)、進(jìn)位 (C)和溢出 (V) ）； ?2個(gè)中斷禁止位，分別控制一種類型的中斷； ? 5個(gè)對(duì)當(dāng)前處理器模式進(jìn)行編碼的位； ?1個(gè)用于指示當(dāng)前執(zhí)行指令 (ARM還是 Thumb)的位。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 42 2021/6/16 第 2章 目錄 ?1. ARM7體系結(jié)構(gòu) ?2. ARM7的狀態(tài)與模式 ?3. ARM7的寄存器 ?4. ARM7當(dāng)前程序狀態(tài) 寄存器（ CPSR） ?5. ARM7的異常與異常處理 ?6. ARM7的存儲(chǔ)系統(tǒng) page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 43 2021/6/16 程序狀態(tài)寄存器 ? 程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常要依據(jù)前面數(shù)據(jù)處理的情況來(lái)決策數(shù)據(jù)的后續(xù)處理方法，處理器會(huì)隨時(shí)將指令執(zhí)行的當(dāng)前狀態(tài)以寄存器位的方式表示出來(lái)，這個(gè)用于標(biāo)示處理器當(dāng)前指令執(zhí)行狀態(tài)的寄存器稱之為‘程序狀態(tài)寄存器’（ PSRProgram State Register），程序狀態(tài)寄存器中的值稱做‘程序狀態(tài)字’（ PSWProgram State Word）。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 41 2021/6/16 Thumb狀態(tài)下的鏈接寄存器 R14（ LR） CPSR CPSR 狀態(tài)寄 存器 R15 PC R14_fiq R14_irq R14_und R14_abt R14_svc R14 LR R13_fiq R13_irq R13_und R13_abt R13_svc R13 SP R7 R7(v4,wr) R6 R6(v3) R5 R5(v2) R4 R4(v1) R3 R3(a4) R2 R2(a3) R1 R1(a2) R0 R0(a1) 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 快中斷 中斷 未定義 中止 管理 系統(tǒng) 用戶 各模式下實(shí)際訪問(wèn)的寄存器 寄存器在匯編中的名稱 寄存器類別 鏈接寄存器 LR對(duì)應(yīng) ARM狀態(tài)寄存器R14，在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)特殊功能，詳見(jiàn)“ ARM狀態(tài)下的鏈接寄存器 LR”。每個(gè)異常模式都有其自身的 SP分組版本， SP通常指向各異常模式所專用的堆棧。它們是完全通用的寄存器，不會(huì)被體系結(jié)構(gòu)作為特殊的用途，并且可用于任何使用通用寄存器的指令。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 39 2021/6/16 Thumb狀態(tài)下的通用寄存器 CPSR CPSR 狀態(tài)寄 存器 R15 PC R14_fiq R14_irq R14_und R14_abt R14_svc R14 LR R13_fiq R13_irq R13_und R13_abt R13_svc R13 SP R7 R7(v4,wr) R6 R6(v3) R5 R5(v2) R4 R4(v1) R3 R3(a4) R2 R2(a3) R1 R1(a2) R0 R0(a1) 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 快中斷 中斷 未定義 中止 管理 系統(tǒng) 用戶 各模式下實(shí)際訪問(wèn)的寄存器 寄存器在匯編中的名稱 寄存器類別 在匯編語(yǔ)言中寄存器 R0～ R7為保存數(shù)據(jù)或地址值的通用寄存器。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 38 2021/6/16 Thumb狀態(tài)各模式下的寄存器 CPSR CPSR 狀態(tài)寄 存器 R15 PC R14_fiq R14_irq R14_und R14_abt R14_svc R14 LR R13_fiq R13_irq R13_und R13_abt R13_svc R13 SP R7 R7(v4,wr) R6 R6(v3) R5 R5(v2) R4 R4(v1) R3 R3(a4) R2 R2(a3) R1 R1(a2) R0 R0(a1) 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 快中斷 中斷 未定義 中止 管理 系統(tǒng) 用戶 各模式下實(shí)際訪問(wèn)的寄存器 寄存器在匯編中的名稱 寄存器類別 注意：括號(hào)內(nèi)為 ATPCS中寄存器的命名，可以使用 RN匯編偽指令將寄存器定義多個(gè)名字。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 34 2021/6/16 ? 程序計(jì)數(shù)器（ PC） page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 35 2021/6/16 ? 返回連接寄存器（ LR） page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 36 2021/6/16 ? 當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器（ CPSR）和存儲(chǔ)程序狀態(tài)寄存器（ SPSR） ARM處理器工作過(guò)程中需要一些控制信息，用于控制處理器的狀態(tài)、模式和處理器的中斷允許或屏蔽；處理器運(yùn)算過(guò)程中也會(huì)表決出一些運(yùn)算狀態(tài)信息，用于標(biāo)志處理器執(zhí)行指令后有無(wú)進(jìn)位、有無(wú)溢出、結(jié)果的正負(fù)和結(jié)果是否為 0等當(dāng)前狀態(tài)情況。堆棧一般使用 RAM物理資源作為存儲(chǔ)體，再加上 LIFO訪問(wèn)接口實(shí)現(xiàn)。 page 西安郵電學(xué)院 計(jì)算機(jī)系 32 2021/6/16 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問(wèn)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(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3