ARM·微处理器的编程模型

了解ARM的结构特点

了解ARM的编程的工作模式

了解ARM的内部资源

了解ARM的异常处理机制

ARM9处理器内核使用VT4版本的ARM结构，具有两种操作状态

1）ARM状态：32位，执行的是字方式的ARM指令 ；

2）Thumb状态：16位，执行的是半字方式的Thumb指令；

（ARM和Thumb状态都是在执行程序，只不过命令的长度不一样，类似于跑跑卡丁车的氮气状态和普通状态）

1） 用户和系统模式 ；

（感觉类似于linux中的普通用户和超级用户）

2）异常模式

3）ARM9处理器支持的7种寄存器工作模式

（ARM9有7种工作模式，分别对应7种不同的寄存器组合（内部37个寄存器的组合））

1）通用寄存器

（31个32位通用寄存器和6个状态寄存器（类似于单片机））

R0-R12为保存数据或地址的通用寄存器，不用被体系和结构作为特殊的用途 ；

（R0-R7为未分组的寄存器：对于任何处理器模式都可以使用；

R8-R12为分组的寄存器：取决于当前处理器的模式；）

（R8-R12：有两个分组物理寄存器，提供了一个专门给FIQ模式的寄存器，这样才可以加速FIQ处理速度）

R13：堆栈指针（SP）；ARM指令集中没有特殊的R13指令；Thumb中存在R13的指令

R14：链接寄存器（LR），在结构上有2个特殊功能（1.模式自身的R14用于保存子程序返回地址，2发生异常用于保存异常返回地址）

2）程序状态寄存器（CPSR）

·mode：表示处理器的工作状态

·T：0，ARM state；1，Thumb state ;

·interrupt disable bits

I=1：Disables the IRQ

F=1：Disable the FIO

·condition code flags

N = Negative result from ALU （非零）

Z = Zero result from ALU （结果是零）

C = ALU operation Carried out （进位）

V = ALU operation Overflowed （溢出）

v5，v6的

Q：dsp扩展单元

J：java加速器

（处理器用于存储数据方式有两种，分为大字节序和小字节序

大字节序：高字节在低位，低字节在高位

小字节序：高字节在高位，低字节在低位

*老版本只支持小字字节，现在都支持，linux网络编程采用大字节序）

（只要正常的程序流被暂时中止，处理器将进入异常模式。在处理异常之前，ARM9内核保存的当前的处理器状态（CPSR->SPSR），这样当处理器结束时可以恢复执行原来的程序（SPSR->CPSR））

Reset：复位中断 ；

Undefineed Instruction ：未定义指令；

Software Interrupt：软件中断

Prefetch Abort：预取指令中止 ；

Date Abort ：数据中止 ；

IRQ：外部中断 ；

FIQ：快速中断请求 ；

1）进入异常：

*LR中保存当前执行指令的下一条指令的地址：LR=PC-4

*CPSR->SPSR （保留状态）

*CPSR->与异常类型相对应的状态

*PC从相关异常向量处取址

*跳转，执行命令

2）从异常返回

*SPSR->CPSR

*LR寄存值减去一个偏移量后复制到PC寄存器，跳转被中断的用户程序

（这里，结合ARM7的3级流水线处理结构可以详细的思考一下，但是为什么第一步不把PC-8保存在R14里面？）