如何跟ARM开发工程师愉快地聊天(一)

起因是一次内部会议，大家在聊天的过程中发现虽然都是基于ARM平台在做开发，但彼此之间不见得能很清楚的get到对方到底在说些什么。所以我觉得可以写一个聊天指南，大概的目的就是如何在十分钟让一个ARM开发工程师觉得你可以一聊。有几点说明：

1. 这不是一个技术手册，并不会讨论太多的技术细节；
2. 不面向大神；
3. 如果我比较勤奋，那么这个系列或许还会涉及ARM一些基本概念，一点memory相关，或许还有一点Cache，一点Trustzone，一点Virtualization，以上统统都是以随便聊聊为前提，毕竟每个展开就是几千页的ARM手册了。
4. 水平能力有限，错漏难免，欢迎指正。

那么开始吧。

随便聊聊ARM是什么

做过ARM开发的人都知道ARM是款处理器，跟大部分PC都是 intel inside 类似，绝大部分移动设备也都是 ARM inside。学过微机原理的还会知道 ARM CPU 和 intel CPU 其中一个重要的区别就在于精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）的区别，并由此带来了指令集解码器和制造工艺的差异，最直接的表现就是ARM CPU 和 intel CPU 在计算能力和功耗上的差异，ARM CPU 无法匹配 intel CPU 强大的计算能力，但 intel CPU 也很难在低功耗上和ARM CPU一较高下，最直接的结果就是intel 占领了大部分桌面平台，而ARM则统治了移动设备。当然这只是两者之间最浅层的区别，毕竟如果只是聊天的话，知道这些应该就是可以开始了。另外这并不意味两者绝对的分裂，毕竟 intel 也在默默的耕耘 atom 系列，希望可以抢占部分移动设备市场。

芯片中总提到的Cortex是什么

买手机关注参数的人应该对高通骁龙系列，华为麒麟系列什么的都很熟悉，数据控可能对每款芯片搭载什么CPU，GPU，Modem等等了如指掌。先聊一波CPU的部分，以骁龙810举个例子，这是一款八核芯片，处理器由四核ARM® Cortex-A57架构 CPU和四核ARM® Cortex-A53架构 CPU组成。那么说到Cortex-A57，Cortex-A53的时候，到底在说什么呢。回到台式机，大概很少有人分不清奔三奔四，酷睿i5，i7是什么，计算机专业古早时候学微机原理都是从intel 的 8086开始学起，然后就是286，386等等等等漫长的几十年到现在。对于ARM来说也是类似的过程，简单聊聊ARM的发展历史，比较了解过去才能更好的掌握现在。
ARM公司的全称是Advanced RISC Machines，1990年正式成立，前身是英国 Acorn 公司，该公司在1985年推出了第一款商用 RISC 处理器：ARM1，此后陆续推出了 ARM2，ARM3。90年ARM公司脱胎于Acorn正式成立之后，在91年推出了 ARM6，之后又不断推出ARM7，ARM8一直到ARM11。ARM 11 之前统称为Classic core，ARM11之后的系列正式更名为Cortex core系列，并逐渐细分出 Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M 三大系列，面向不同的细分市场。Cortex-A系列，application processor，应用型处理器，简单说就是面向操作系统和应用程序开发，主要应用于手机，数字电视等丰富应用场景的设备；Cortex-R系列，real-time processor，实时处理器，最大的特点是实时响应，可以简单理解为对指令的响应最为及时，因为准确和可靠，很多汽车控制平台会采用这个系列；Cortex-M，Microcontroller Processors，微控制器处理器，M系列更加的低成本和低功耗，常常被应用在工业控制领域。每个系列都有各自的衍生产品，如Cortex-A7，Cortex-R5，Cortex-M4等等等等。当然这三个系列最本质的差别在于硬件架构，有机会详聊的时候再说吧~ 总之现在聊天的时候，我们大概知道Cortex就是和酷睿差不多的名词了。

ARM8 和 ARMv8 是一个意思吗

继续以骁龙810为例，更详细的参数介绍会告诉你，这款芯片是基于ARMv8指令集。那么ARMv8又是什么，和刚刚提到的ARM8是一个东西吗。直接了当的说，ARM8和ARMv8是完全不同的概念，再进一步说，ARM8是ARM产品其中一个系列，而ARMv8指的则是ARM的一代硬件架构。ARM8这款产品事实上是ARMv4架构，而真正使用ARMv8架构的首发ARM产品是ARM Cortex-A53和Cortex-A57，是不是有点混乱，有个简单的对应关系表：

ARM Architecture	ARM Holdings
ARMv1	ARM1
ARMv2	ARM2，ARM250，ARM3
ARMv3	ARM6，ARM7
ARMv4	ARM8
ARMv4T	ARM7TDMI，ARM9TDMI
ARMv5TE	ARM7EJ，ARM9E，ARM10E
ARMv6	ARM11
ARMv7-A	Cortex-A5，Cortex-A7，Cortex-A8，Cortex-A9，Cortex-A12，Cortex-A15，Cortex-A17
ARMv8-A	Cortex-A35，Cortex-A53，Cortex-A57，Cortex-A72，Cortex-A73

还有ARMv6-M，ARMv7-R，ARMv7-M，ARMv8-R，ARMv8-M就不再列出来了。

64位是不是比32位厉害一点

终于讲到一个宏大的命题了，32位与64位。要讲清楚32位处理器和64位处理器的区别所在，真的是个很大的话题。从表面看似乎只是四车道变成了八车道，CPU处理的数据量由 32bit 提升到了 64bit，然而随之而来的硬件架构的调整可以写上几千页的文档。这里我们先简单的开个头吧。
首先我们可以聊聊为什么需要64位处理器。首当其冲当然是为了解决大内存问题。我们都知道，32位处理器能访问的最大虚拟内存是2的32次方个bit，也就是4G。随着软件的迅速发展，如果某个应用需要超过4G的虚拟内存怎么办。在ARMv7的基础上，ARM提出了一种LPAE（Large Physical Address Extensions）技术，将内存寻址扩大到了40 bits。而随着桌面系统64位处理器渐成主流，移动设备也渐渐对ARM处理器提出了更高的需求。终于在2011年ARM给出了一份关于ARMv8的白皮书，在这份白皮书里ARM解释了为什么在移动设备端对64位应用的需求还不是那么强烈的时候，ARM选择推出一种全新的64位架构：Because of Trends。 ：）

希望在以后的系列中，我们可以继续聊一聊32位和64位ARM处理器在架构上究竟有哪些不同。
希望我足够勤奋~ ：P