ARM编程的编程模式和一些概念理解的地方

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ARM编程的编程模式和一些概念理解的地方

                                                     
---参考朱有鹏裸机编程

1、ARM的编程模式和7种工作模式

(1)ARM的基本设定

         ARM采用的是32位的架构

         ARM约定:  BYTE:8bit,

      HalfWord:16bit,(2bytes)

      Word      :32bit,(4bytes)


(2)大部分ARM core提供:

        ARM指令集(32bit)    Thumb指令集(16bit)   Thumb2指令集(16 & 32bit)


Thumb指令集都是16位的,CPU汇编指令集是010101的序列

这个指令本身是16位

ARM指令集是32位才可以代表一个符号语言。

16位的指令就无法完成一些32位异常处理的指令


2、ARM处理器工作模式:

1、USER:非特权模式,大部分任务执行在这种模式

2、FIQ:当一个高优先级(FAST)中断产生时将会进入这种状态

3、IRQ:当一个低优先级(normal)中断产生时会进入这种模式

4、Superisor:当复位或软中断指令执行将会进入这种模式

5、Abort:当存取异常将会进入这种模式

6、Undef:当执行未定义指令会进入这种模式

7、System:使用和Uesr模式相同寄存器的特权模式。

各种模式的切换,可以是程序员通过代码主动切换的(通过写CPSR寄存器),

也可以在CPU在某些情况下自动切换。

各种模式下权限和可以访问的寄存器不同。

3、CPU为什么需要这些模式?

CPU是硬件,OS是软件,软件的设计要依赖硬件的特性,硬件的设计

要考虑软件需要,便于实现软件特性。

操作系统有安全级别要求,因此CPU设计多种模式是为了方便操作系统

的多种角色安全等级需要。

硬件和软件是互相依赖的。

一跑操作系统就有意义了。

SVC模式:BootLoader的之间的才开始跑的。

3、ARM37个寄存器的详解:

这些模式可以帮助CPU实现权限管控。

ARM的37个通用寄存器。

特殊功能寄存器是外设的寄存器。

ARM CPU本身编程的东西,

是一种IO和内存统一编址的,特殊功能寄存器

通用寄存器没有地址,但是每一个寄存器都有一个名字。

1、ARM总共有37个寄存器,但是每一种模式下最多只能看到18个寄存器,

其他寄存器虽然名字相同但是在当前模式不可见。

2、R14这个名字来说,在ARM中共有6个名叫R14(SP)寄存器,

但是在每种特定处理器下,只有一个R14是可见了。

其他的R14必须切换到他的对应模式下才能看到,这种设计叫影子寄存器banked register

3、你只要自己去切换模式就可以了,不需要写代码去操作的。


(1)USER模式下面有R0-R12 ,R13(SP),R14(LR),R15(PC)

         CPSR的寄存器

(2)FIQ模式下面有R0-R7, 自己特有的R8-R14寄存器,但是所有的PC指针

和CPSR都是一样的,因为,这个是指定CPU的运行的,是唯一的存在的。

(3)SPSR是为了存放前一种状态的PC的指针的,为了运行完这些异常状态

然后返回的指针的依据。