ARM体系结构知识点

leslie_aqiang · 发表于 2021-2-19 12:58:20

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一、ARM存储器
1. 数据类型：字节、半字、字  2. 地址空间：最大可寻址空间位4GB（2的32次方字节）  3. 大小端格式：大端格式是字数据的高字节存储在低地址中，低字节存在高地址中  小端格式是低地址中寸的是子数据的低字节，高地址存放的是子数据的高字节
二、处理器模式
ARM处理器共有7种工作模式，除用户（user）模式之外的其他6种处理模式统称为特权模式（Privileged Modes）。在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意切换处理器模式。特权模式中除系统（system）模式之外的其他5种模式又统称为异常模式。
处理器模式可以通过软件控制进行切换，也可以通过外部中断或内部异常处理过程进行切换。运行在用户模式下的程序不能访问一些受操作系统保护的系统资源，也不能直接进行处理器模式切换，如果要想进行模式切换，可以产生异常处理，在异常处理过程中进行处理器模式的切换，这种体系架构可以使操作系统控制整个系统资源。
每一种异常模式中都有一组寄存器供异常处理程序使用，这样可以保证在进入异常模式时，用户模式下的寄存器不被破坏。
系统模式不是通过异常过程进入的，它和用户模式具有完全相同的寄存器。系统模式属于特权模式，可以访问所有系统资源，也可以直接进行处理器模式切换，主要供操作系统内核进程使用；通常操作系统内核进程需要访问所有的系统资源，同时该进程仍然使用用户模式下的寄存器组，而不是异常模式下的寄存器组，这样可以保证当异常发生时内核进程状态不被破坏。
ARM处理器的7种工作模式如下表所示：
对应于以上7种模式，ARM处理器有7组通用寄存器，如下表所示：
三、异常
当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如处理一个外部的中断请求。在处理异常之前，当前处理器的状态必须保留，这样当异常处理完成之后，当前程序可以继续执行。处理器允许多个异常同时发生，它们将会按固定的优先级进行处理。
当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下几步操作
1.       将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。
2.       将CPSR复制到相应的SPSR中。
3.       根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。
4.       强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。