嵌入式系统期末复习(2)

ARM处理器共有7种不同的处理器模式，每种模式都有一组相应的寄存器组，最多可以18个活动的寄存器。

寄存器R0～R7为未分组的通用寄存器，它们在任何处理器模式都对应于相同的32位物理寄存器。

寄存器R8～R12有两个分组的物理寄存器。一个用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一个用于FIQ模式。

在发生FIQ中断后，处理器不必为保护寄存器而浪费时间，从而加速了FIQ的处理速度。

寄存器R13、R14分别有6个分组的物理寄存器。1个用于用户和系统模式，其余5个分别用于5种异常模式。

寄存器R13通常作为堆栈指针（SP），用于保存待使用的寄存器的内容。

寄存器R14称为链接寄存器（LR），在结构上有两个特殊功能：

? 当使用BL指令调用子程序时，返回地址将自动存入R14中；

? 当发生异常时，将R14对应的异常模式版本设臵为异常返回地址（有些异常有一个小的固定偏移量）。

寄存器R15称为程序计数器（PC），它指向正在“取指”的指令。 寄存器CPSR为当前程序状态寄存器，在异常模式中，另外一个寄存器“程序状态保存寄存器（SPSR）”可以被访问。每种异常都有自己的SPSR，在进入异常时它保存CPSR的当前值，异常退出时可通过它恢复CPSR。

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ARM和Thumb状态切换过程

1. 系统复位，自动切换到ARM状态。

2. 通过BX和BLX指令改变当前处理器模式，使之从ARM状态切换到Thumb状态。

3. 在Thumb状态下，正常程序执行时产生中断异常。 4. 处理器进入中断异常，自动的将模式切换到ARM状态。 5. 异常处理完毕，返回正常程序，此时处理器自动的将模式切换到Thumb状态。

6. 再次通过BX和BLX指令改变当前处理器模式，使之从Thumb状态切换到ARM状态。

ARM内核包含1个CPSR和5个仅供异常处理程序使用的

SPSR。CPSR反映当前处理器的状态，其包含：

? 4个条件代码标志(负标志N、零标志Z、进位标志C和溢出标志V )；

? 2个中断禁止位(IRQ禁止与FIQ禁止)； ? 5个对当前处理器模式进行编码的位(M[4:0])； ? 1个用于指示当前执行指令的位(ARM指令还是Thumb指令)。

条件代码标志

各标志位的含义如下：

? 负标志N：运算结果的第31位值，记录标志设臵操作的结果； ? 零标志Z：如果标志设臵的操作为0，则臵位；

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? 进位标志C：记录无符号加法溢出，减法无借位，循环移位； ? 溢出标志V：记录标志设臵操作的有符号溢出。 处理器状态位T；

当控制位T臵位时，处理器正在Thumb状态下运行 当控制位T清零时，处理器正在ARM状态下运行。 当控制位I臵位时，IRQ中断被禁止； 当控制位F臵位时，FIQ中断被禁止。

警告：绝对不要强制改变CPSR寄存器中的控制位T。如果这样做，处理器将进入一个无法预测的状态。 存储器系统有两种映射机制：

小端存储器系统： 在小端格式中，数据的高字节存放在高地址中。 大端存储器系统：在大端格式中，数据的高字节存放在低地址中。 小端存储模式下，0x12345678在A地址开始的一个字空间的存储（1）； 0x12 0x78 0x34 0x56 0x56 0x34 0x78 0x12 （1） （2）

大端存储模式下，0x12345678在A地址开始的一个字空间的存储（2）； ARM体系的异常 异常的进入

? 将异常处理程序的返回地址（加固定的偏移量）保存到相应异

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常模式下的LR；

? 将CPSR的当前值保存到相应异常模式下的SPSR； ? 设臵CPSR为相应的异常模式；

? 设臵PC为相应异常处理程序的中断入口向量地址，跳转到相应的异常中断处理程序执行； 异常的退出

当异常处理程序结束时，异常处理程序必须：

? 返回到发生异常中断的指令的下一条指令处执行，即就是说将LR中的值减去偏移量后移入PC； ? 将SPSR的值复制回CPSR；

? 清零在入口处臵位的中断禁止标志。

1.MOV指令与LDR指令都是往目标寄存器中传送数据，但是它们有什么区别吗？

MOV指令用于将数据从一个寄存器传送到另一个寄存器中，或者将一个常数传送到一个寄存器中，但是不能访问内存。LDR指令用于从内存中读取数据放入寄存器中。 2.以下8位图立即数是否合法？ 0x0103C000 ×

0x12800000 可以由0x4A循环右移10位得到 3.请列举2个8位图立即数？ 0x4000003B（0xED循环右移2位）

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0x0016C000（0x5B循环右移18位） ? Rm,shift——寄存器移位方式 例如：

ADD R1,R1,R1,LSL #3 ;R1=R1+R1*8=9R1 SUB R1,R1,R2,LSR R3 ;R1=R1-(R2/2R3)

4.用R1寄存器的最低字节替换掉R2寄存器的最低字节，并不影响条件标志位？

AND R1，R1，#0x000000FF AND R2，R2，#0xFFFFFF00 ORR R2，R2，R1

5. 使用MSR和MRS指令，通过修改CPSR寄存器，实现打开/关闭IRQ中断的两个子程序，注意不能影响其它位？ ；子程序：使能IRQ中断 Enable_IRQ

MRS R0, CPSR BIC R0, R0,#0x80 MSR CPSR_c,R0 MOV PC,LR

；1.将CPSR寄存器内容读出到R0； ；2.修改对应于CPSR中的I控制位； ;子程序：禁能IRQ中断 Disable_IRQ

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