ARM指令系统及编程模型.pptVIP

ARM指令系统和汇编程序设计;ARM编程模型;ARM数据类型;数据类型;ARM存储器格式;ARM存储器格式;ARM体系结构可以用两种方法存储字数据，称之为大端格式和小格式 大端格式(big-endian)：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中;小端格式(low-endian)：与大端存储格式相反 低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节;ARM微处理器的工作状态;ARM微处理器的工作状态;进入Thumb状态 当操作数寄存器的状态位为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态 此外，当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态;进入ARM状态 当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态 此外，在处理器进行异常处理时，把PC指针放入异常模式链接寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到ARM状态 ;ARM微处理器的工作模式;ARM 有7个基本工作模式 用户模式(usr):非特权模式，大部分任务执行在这种模式 正常程序执行的模式 快速中断模式(fiq):当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式 高速数据传输或通道处理 外部中断模式(irq):当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式 通常的中断处理;管理模式(svc)：当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式 供操作系统使用的一种保护模式 中止模式(abt): 当存取异常时将会进入这种模式 虚拟存储及存储保护 未定义模式(und): 当执行未定义指令时会进入这种模式 软件仿真硬件协处理器 系统模式(sys):供需要访问系统资源的操作系统任务使用 特权级的操作系统任务;ARM体系结构和寄存器组织;ARM处理器总共有37个32位寄存器 31个通用寄存器 6个状态寄存器;通用寄存器包括R0～R15，可以分为三类 未分组寄存器R0～R7 分组寄存器R8～R14 程序计数器PC(R15) 未分组寄存器R0～R7 在所有的运行模式下，未分组寄存器都指向同一个物理寄存器，他们未被系统用作特殊的用途，是真正的通用寄存器 ;分组寄存器R8～R14 每一次所访问的物理寄存器与处理器当前的运行模式有关 对于R8～R12来说，每个寄存器对应两个不同的物理寄存器，当使用fiq模式时，访问寄存器R8_fiq～R12_fiq 当使用除fiq模式以外的其他模式时，访问寄存器R8_usr～R12_usr ;对于R13、R14来说，每个寄存器对应6个不同的物理寄存器 采用以下的记号来区分不同的物理寄存器 R13_mode R14_mode 其中，mode为以下几种模式之一：usr、fiq、irq、svc、abt、und ;分组寄存器R8-R14 寄存器R13在ARM指令中常用作堆栈指针SP，但这只是一种习惯用法，用户也可使用其他的寄存器作为堆栈指针。而在Thumb指令集中，某些指令强制性的要求使用R13作为堆栈指针 R14也称作子程序连接寄存器（Subroutine Link Register）或连接寄存器LR。当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数器PC）的备份。其他情况下，R14用作通用寄存器;程序计数器PC（R15） 在ARM状态下，位[1:0]为0，位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，位[0]为0，位[31:1]用于保存PC 虽然可以用作通用寄存器，但是有一些指令在使用R15时有一些特殊限制，若不注意，执行的结果将是不可预料的。所以，一般不这么使用 由于ARM采用多级流水线技术，所以PC总是指向正在取指的指令，而不是正在执行的指令。也即PC总是指向当前指令的下两条指令的地址。因此，对于ARM指令集而言，PC的值为当前指令的地址值加8个字节;状态寄存器;在所有处理器模式下都可以访问当前程序状态寄存器CPSR (Current Program Status Register) CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其它状态和控制信息 每种异常模式都有一个保存程序状态寄存器SPSR (Saved Program Status Register)。当异常出现时，SPSR用于保留CPSR的状态 由于用户模式和系统模式不属于异常模式，他们没有SPSR，当在这两种模式下访问SPSR，结果是未知的;Thumb状态下的寄