ARM 架构

数据和指令类型

• ARM 采用的是32位架构.
  Byte ： 8 bits
  Halfword ：16 bits (2 byte)
  Word : 32 bits (4 byte)

• 大部分ARM core 提供：
  ARM 指令集（32-bit）
  Thumb 指令集(T变种)（16-bit ）

• Jazelle cores 支持 Java bytecode(J变种，4TEJ)

处理器工作模式

ARM 有7个基本工作模式:

• User:非特权模式，大部分任务执行在这种模式
  正常程序执行的模式
• FIQ:当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式
  (FAST INTERRUPT RQUEST)高速数据传输和通道处理
• IRQ:当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式
  通常的中断处理
• Supervisor:当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式
  供操作系统使用的一种保护模式
• Abort: 当存取异常时将会进入这种模式
  虚拟存储及存储保护
• Undef: 当执行未定义指令时会进入这种模式
  软件仿真硬件协处理器
• System: 使用和User模式相同寄存器集的特权模式
  特权级的操作系统任务

寄存器

寄存器

寄存器组织概要

• CPSR 程序状态寄存器

cpsr

• SPSR(saved program status register)

用于保存CPSR(current program status register)的值，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

• r13 (the stack pointer, sp)

• r14 (the link register, lr)

• r15 ( the program counter, pc) 程序指针

  1. 当处理器执行在ARM状态:
     所有指令 32 bits 宽
     所有指令必须 word 对齐（能被4整除）
     所以 pc值由bits [31:2]决定, bits [1:0] 未定义 (所以指令不能halfword / byte对齐).

  2. 当处理器执行在Thumb状态:
     所有指令 16 bits 宽
     所有指令必须 halfword 对齐（能被2整除）
     所以 pc值由bits [31:1]决定, bits [0] 未定义 (所以指令不能 byte对齐).

  3. 当处理器执行在Jazelle状态:
     所有指令 8 bits 宽
     处理器执行 word 存取一次取4条指令

  4. PC(R15)的值等于当前正在执行的指令地址+8.

异常处理

异常处理

异常向量表

字节顺序

• 大端：高位地址存储数据的低字节，低位地址存储数据的高字节
• 小端：高位地址存储数据的高字节，低位地址存储数据的低字节

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• 如何判断系统是大端还是小端？

bool IsBigEndian()
{
    int value = 0x1234;
    char lowaddress = *(char*)&value;
    if(lowaddress == 0x12)
    {
            return true;
    }
    return false;
}