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ARM開發(fā)板學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)

作者： 時(shí)間：2016-12-02 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
7. ARM指令與Thumb指令的區(qū)別
答：在ARM體系結(jié)構(gòu)中，ARM指令集中的指令是32位的指令，其執(zhí)行效率很高。
對于存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為16位的應(yīng)用系統(tǒng)，ARM體系提供了Thumb指令集。Thumb
指令集是對ARM指令集的一個(gè)子集重新編碼得到的，指令長度為16位。通常在
處理器執(zhí)行ARM程序時(shí)，稱處理器處于ARM狀態(tài)；當(dāng)處理器執(zhí)行Thumb程序時(shí)，
稱處理器處于Thumb狀態(tài)。Thumb指令集并沒有改變ARM體系地層的程序設(shè)計(jì)模
型，只是在該模型上加上了一些限制條件。Thumb指令集中的數(shù)據(jù)處理指令的操
作數(shù)仍然為32位，指令尋址地址也是32位的。
8. 什么是ATPCS
答：為了使單獨(dú)編譯的C語言程序和匯編程序之間能夠相互調(diào)用，必須為子程序
之間的調(diào)用規(guī)定一定的規(guī)則。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序調(diào)用的
基本規(guī)則。這些規(guī)則包括寄存器使用規(guī)則，數(shù)據(jù)棧的使用規(guī)則，參數(shù)的傳遞規(guī)則
等。
9. ARM程序和Thumb程序混合使用的場合
答：通常，Thumb程序比ARM程序更加緊湊，而且對于內(nèi)存為8位或16位的系
統(tǒng)，使用Thumb程序效率更高。但是，在下面一些場合下，程序必須運(yùn)行在ARM
狀態(tài)，這時(shí)就需要混合使用ARM和Thumb程序。
強(qiáng)調(diào)速度的場合，應(yīng)該使用ARM程序；
有些功能只能由ARM程序完成。如：使用或者禁止異常中斷；
當(dāng)處理器進(jìn)入異常中斷處理程序時(shí)，程序狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)，即在異常中
斷處理程序入口的一些指令是ARM指令，然后根據(jù)需要程序可以切換到Thumb
狀態(tài)，在異常中斷程序返回前，程序再切換到ARM狀態(tài)。
ARM處理器總是從ARM狀態(tài)開始執(zhí)行。因而，如果要在調(diào)試器中運(yùn)行Thumb
程序，必須為該Thumb程序添加一個(gè)ARM程序頭，然后再切換到Thumb狀態(tài)，執(zhí)
行Thumb程序。
10. ARM處理器運(yùn)行模式
答：ARM微處理器支持7種運(yùn)行模式，分別為：
用戶模式 （usr）：ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)；
快速中斷模式 （fiq）：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道管理；
外部中斷模式 （irq）：用于通用的中斷處理；
管理模式 （svc）：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式；
數(shù)據(jù)訪問終止模式 （abt）：當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時(shí)進(jìn)入該模式，用于虛
擬存儲及存儲保護(hù)；
系統(tǒng)模式 （sys）：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)；
未定義指令中止模式 （und）：當(dāng)未定義指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式，可用于支
持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。
11. ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型
答：ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常和具體含義如下 （圈里面的數(shù)字表示優(yōu)先級）：
復(fù)位①：當(dāng)處理器的復(fù)位電平有效時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位異常，程序跳轉(zhuǎn)到復(fù)位異常
處執(zhí)行 （異常向量：0x0000,0000）；
未定義指令⑥：當(dāng)ARM處理器或協(xié)處理器遇到不能處理的指令時(shí)，產(chǎn)生為定
義異常?？墒褂迷摦惓C(jī)制進(jìn)行軟件仿真 （異常向量：0x0000,0004）；
軟件中斷⑥：有執(zhí)行SWI指令產(chǎn)生，可用于用戶模式下程序調(diào)用特權(quán)操作指
令?？墒褂迷摦惓C(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能調(diào)用 （異常向量：0x0000,0008）；
指令預(yù)取中止⑤：若處理器的預(yù)取指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前
指令訪問，存儲器會向處理器發(fā)出中止信號，當(dāng)預(yù)取指令被執(zhí)行時(shí)，才會產(chǎn)生指
令預(yù)取中止異常 （異常向量：0x0000,000C）；
數(shù)據(jù)中止②：若處理器數(shù)據(jù)訪問的指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前
指令訪問，產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止異常 （異常向量：0x0000,0010）；
IRQ④（外部中斷請求）：當(dāng)處理器的外部中斷請求引腳有效，且CPSR中的
I位為0時(shí)，產(chǎn)生IRQ異常。系統(tǒng)的外設(shè)可以該異常請求中斷服務(wù) （異常向量：
0x0000,0018）；
FIQ③（快速中斷請求）：當(dāng)處理器的快速中斷請求引腳有效，且CPSR中的
F位為0時(shí)，產(chǎn)生FIQ異常 （異常向量：0x0000,001C）。
說明：其中異常向量0x0000,0014為保留的異常向量。
12. ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式
答：ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式有如下兩種：
大端格式：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在低地址中，字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)存放在高地址
中；
小端格式：與大端存儲格式相反，高地址存放數(shù)據(jù)的高字節(jié)，低地址存放數(shù)
據(jù)的低字節(jié)。
13. ARM寄存器總結(jié)：
ARM有16個(gè)32位的寄存器（r0到r15）。
r15充當(dāng)程序寄存器PC，r14（linkregister）存儲子程序的返回地址，r13
存儲的是堆棧地址。
ARM有一個(gè)當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器：CPSR。
一些寄存器（r13，r14）在異常發(fā)生時(shí)會產(chǎn)生新的instances，比如IRQ處
理器模式，這時(shí)處理器使用r13_irq和r14_irq
ARM的子程序調(diào)用是很快的，因?yàn)樽映绦虻姆祷氐刂凡恍枰娣旁诙褩Ｖ小?div>
14. 存儲器重新映射的原因：
使Flash存儲器中的FIQ處理程序不必考慮因?yàn)橹匦掠成渌鶎?dǎo)致的存儲器邊
界問題；
用來處理代碼空間中段邊界仲裁的SRAM和BootBlock向量的使用大大減
少；
為超過單字轉(zhuǎn)移指令范圍的跳轉(zhuǎn)提供空間來保存常量。
15. 存儲異常向量表中程序跳轉(zhuǎn)使用LDR指令，而不使用B指令的原因：
LDR指令可以全地址范圍跳轉(zhuǎn)，而B指令只能在前后32MB范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)；
芯片具有Remap功能。當(dāng)向量表位于內(nèi)部RAM或外部存儲器中，用B指令不
能跳轉(zhuǎn)到正確的位置。

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