LINUX架构

现代计算机由 CPU、Memory（内存和外存）、输入输出设备、网络设备和其它的外围设备。为了管理这些设备，Linux内核提出了如下的架构:

上图说明了Linux内核的整体架构。根据内核的核心功能，Linux内核提出了5个子系统，分别负责如下的功能：

1. Process Scheduler，也称作进程管理、进程调度。负责管理CPU资源，以便让各个进程可以以尽量公平的方式访问CPU。

2. Memory Manager，内存管理。负责管理Memory（内存）资源，以便让各个进程可以安全地共享机器的内存资源。另外，内存管理会提供虚拟内存的机制，该机制可以让进程使用多于系统可用Memory的内存，不用的内存会通过文件系统保存在外部存储器中，需要使用的时候，再取回到内存中。

3. VFS（Virtual File System），虚拟文件系统。Linux内核将不同功能的外部设备，例如Disk设备（硬盘、磁盘、NAND Flash、Nor Flash等）、输入输出设备、显示设备等等，抽象为可以通过统一的文件操作接口（open、close、read、write等）来访问。这就是Linux系统“一切皆是文件”的体现（其实Linux做的并不彻底，因为CPU、内存、网络等还不是文件，如果真的需要一切皆是文件，还得看贝尔实验室正在开发的"Plan 9”的）。

4. Network，网络子系统。负责管理系统的网络设备，并实现多种多样的网络标准。

5. IPC（Inter-Process Communication），进程间通信。IPC不管理任何的硬件，它主要负责Linux系统中进程之间的通信。

内存管理（Memory Manager, MM)

ARM架构寄存器

Arm处理器有七种工作模式，为的是形成不同的使用级别，以防造成对系统的破坏。不同模式可以访问的寄存器不同，可以运行的指令不同。

（1）usr（10000）：普通应用程序运行的模式（应用程序）
（2）FIQ（10001）：快速中断模式，以处理快速情况，高速数据传输
（3）IRQ（10010）：外部中断模式，普通中断处理
（4）svc（10011）：保护模式（管理模式），操作系统使用的特权模式（内核）
（5）abt（10111）：数据访问中止模式，用于虚拟存储和存储保护
（6）und（11011）：未定义指令终止模式，用于支持通过软件仿真硬件的协处理器
（7）sys（11111）：系统模式，用于运行特权级的操作系统任务（armv4以上版本才具有）

注意：usr是普通模式，其他六种是特权模式，而除了usr和sys模式以外的五种模式是异常模式

我们首先可以找到这样一本资料《ARM Architecture Reference Manual》在其中的Programmers’Model一章中，我们可以轻松的找到官方文档对寄存器的说明:
Arm处理器总共有37个寄存器其可以分为以下两类（在此我先列出大框架下面会一一介绍）：

通用寄存器（31个）
--不分组寄存器（R0—R7）
--分组寄存器（R8—R14）
--PC指针（R15）

状态寄存器（6个）
--CPSR（1个）
--SPSR（5个）

ARM微处理器共有37个32位寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态寄存器。

通用寄存器
1、不分组寄存器（R0-R7）
2、分组寄存器（R8-R14）
程序计数器R15（PC）

不分组通用寄存器
R0-R7是不分组寄存器。这意味着在所有处理器模式下，访问的都是同一个物理寄存器。不分组寄存器没有被系统用于特别的用途，任何可采用通用寄存器的应用场合都可以使用未分组寄存器。

分组寄存器R8-R12
1、FIQ模式分组寄存器R8-R12
2、FIQ以外的分组寄存器R8-R12
分组寄存器R8-R12
1、FIQ模式分组寄存器R8-R12
2、FIQ以外的分组寄存器R8-R12

分组寄存器R13、R14
1、寄存器R13通常做堆栈指针SP
2、寄存器R14用作子程序链接寄存器（Link Register-LR），也称为LR，指向函数的返回地址。

程序计数器
寄存器R15被用作程序计数器，也称为PC。其值等于当前正在执行的指令的地址+8（因为在取地址和执行之间多了一个译码的阶段）。

ARM所有工作模式下都可以访问程序状态寄存器CPSR。CPSR包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态和控制信息。

CPSR在每个异常模式下都有一个对应的物理寄存器——程序状态保存寄存器SPSR。当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的值，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。