GNU ARM匯編--(三)ARM處理器的基本原則

除了user模式,其它模式都可以通過(guò)直接寫(xiě)cpsr的模式位來(lái)改變處理器模式.當(dāng)然,在異?；蛘咧袛嗟絹?lái)時(shí),硬件會(huì)自動(dòng)切換模式.下類(lèi)異常和中斷會(huì)引起模式切換:

reset,irq,fiq,swi,data abort,prefetch abort和undefined instruction.

處理器模式:

需要注意的是:通過(guò)直接寫(xiě)cpsr來(lái)改變模式的方法不會(huì)將cpsr拷貝到spsr.只有在異常或中斷發(fā)生時(shí)cpsr的值才會(huì)保存.

當(dāng)ARM核上電時(shí),處于svc特權(quán)模式.從特權(quán)模式開(kāi)始是有用的:初始化代碼完全控制cpsr來(lái)建立其他模式的堆棧.

cpsr中的bit T是表明指令簇用的是ARM指令集還是thumb指令集.T為1表示thumb指令集,T為0表示ARM指令集.

ARM指令集和thumb指令集的特性:

中斷屏蔽位:

中斷屏蔽位用來(lái)屏蔽處理器的特殊中斷請(qǐng)求.在ARM核中有兩種級(jí)別的中斷請(qǐng)求:irq和fiq.

cpsr中的中斷屏蔽位是第7位和第6位(I和F),當(dāng)I或F設(shè)為1時(shí)irq或fiq就被屏蔽了.

condtion flags:

condition flags可以被比較操作和帶S后綴的ALU操作來(lái)更新.

條件執(zhí)行:

條件執(zhí)行控制指令是否被ARM核執(zhí)行.處理器會(huì)比較指令的條件屬性和cpsr中的condition flags,如果匹配,該指令執(zhí)行;否則該指令被忽略.

流水線:

RISC處理器用流水線機(jī)制來(lái)執(zhí)行指令.ARM流水線中的指令只有在完全通過(guò)執(zhí)行階段才被處理.

上面這張圖標(biāo)明了流水線的使用和程序計(jì)數(shù)器pc.在執(zhí)行階段,pc總是指向該指令地址加上8字節(jié).也就是說(shuō)pc總是指向當(dāng)前指令的下下條指令.當(dāng)用pc來(lái)計(jì)算

相對(duì)偏移量時(shí)這點(diǎn)是很重要的,并且它也是所有流水線的特征.

異常 中斷和向量表

當(dāng)異?；蛑袛喟l(fā)生時(shí),處理器會(huì)將pc指向一個(gè)特殊的內(nèi)存地址.該地址所在的地址范圍稱(chēng)為向量表.向量表的入口是跳轉(zhuǎn)指令,跳轉(zhuǎn)到專(zhuān)門(mén)處理某個(gè)異?；蛑袛嗟?p> 子程序.

存儲(chǔ)器映射地址0x00000000是為向量表預(yù)留的.在某些處理器中向量表可以放在更高的地址,從0xffff0000開(kāi)始.linux等操作系統(tǒng)可以利用這個(gè)特性.

當(dāng)異?；蛘咧袛喟l(fā)生時(shí),處理器掛起正常的處理然后從向量表中加載指令.每個(gè)向量表的入口都包含指向特殊處理例程的跳轉(zhuǎn)指令.

reset向量是處理器上電后執(zhí)行的第一條指令,這條指令跳轉(zhuǎn)到初始化代碼處.

undefined instruction向量是當(dāng)處理器不能對(duì)指令譯碼時(shí)使用的.

software interrupt向量執(zhí)行SWI指令時(shí)使用的.SWI可以用來(lái)系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn).

prefetch abort向量發(fā)生在當(dāng)沒(méi)有訪問(wèn)權(quán)限的條件下試圖獲取該地址的指令時(shí),異常發(fā)生在譯碼階段.

data abort向量與prefetch abort類(lèi)似,只不過(guò)是訪問(wèn)數(shù)據(jù)發(fā)生的異常.

interrupt request向量被外部硬件用來(lái)中斷處理器的正常執(zhí)行.只有在cpsr的相應(yīng)位為0時(shí)才能發(fā)生.

fast interrupt request向量與irq類(lèi)似,是為要求更短的中斷響應(yīng)時(shí)間的硬件保留的.只有在cpsr的相應(yīng)位為0時(shí)才能發(fā)生.