ARMv6 ARMv7 架构 整体介绍

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架构

• 架构整体综述

编程模型

运行状态

armv6/v7 有两种执行状态，arm和thumb。
	//cpsr 的 T
	// 0:arm
	// 1:thumb
	// 应该reset 是 arm 状态
	// 异常时,cpsr 中的 T 被置位 0 , 也就是 进入arm state

指令集

• ARM&THUMB&VFP&SIMD指令集
• ARMv7/ARMv8/RV32/RV64指令集及寄存器对比

寄存器

• R0-R7 R8-R12 R13-R15 及其BANK寄存器
• CPSR
• SPSR 及其BANK寄存器
• CP15寄存器

非特权级别(usr模式)下不建议访问的指令与寄存器

// 指令集
mcr/mrc
cdp/ldc/stc
mcrr/mrrc
// 寄存器
协处理器寄存器

ABI

• arm abi : ATPCS
• ARM 汇编 调用约定ABI与汇编语法

异常模型

特权级

• 7种处理器模式(SVC/ABT/UND/IRQ/FIQ & USR/SYSTEM)

• 两种特权模式(usr模式非特权,其他6种模式特权)

异常种类

• 7种异常(reset/swi/data abort/prefetch abort/und/irq/fiq)

• 7种异常对应的5种处理器模式SVC/ABT/UND/IRQ/FIQ

• (二) 5.1 硬件 内存访问异常

内存模型

• 内存模型总览
• 总览2

VMSA&MMU

• (一) 内存管理发展历史及进程地址空间抽象

• (二) 2.1硬件 MMU及其运行过程 总览

• (二) 2.2 硬件 MMU及其运行过程 关键过程一 TLB

• (二) 2.3 硬件 MMU及其运行过程 关键过程二 translation table walk

• (二) 2.4 硬件 MMU及其运行过程 关键过程三 cache

• (二) 2.5 硬件 MMU及其运行过程 关键过程四 DDR

• arm-linux 内存管理之一级页表及二级页表

• MMU运行过程中可能产生的异常

• (二) 2.6 硬件 MMU的操作手册

• (二) 3.1 硬件 CP15系统控制协处理器的操作手册

• (二) 3.2 硬件 CP15系统控制协处理器的寄存器描述

内存一致性

• 内存一致性:A.缓存一致性 B.原子性 C.memory order(一致性模型)

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• 缓存一致性

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• 原子性

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• memory order : 乱序和屏障1 : 总览 及 编译器内存屏障
• memory order : 乱序和屏障2 : UP单核需要处理的CPU乱序问题
• memory order : (二) 4.2 硬件 SMP-Consistency之内存顺序模型1

cache

• 高速缓存与一致性专栏索引

• (二) 6.1 硬件 CACHE/WRITE BUFFER/TCM

• cache 概念详解 & PoC & PoU & inner/outer cache

debug模型

• debug总述
• arm debug实现:coregisht
• coresight 组件

External Debug

• 通用知识 : JTAG的状态机&JTAG的TAP
• 通用知识 : JTAG状态机 的封装 : IR SCAN & DR SCAN
• 基于JTAG的 芯片DEBUG 文章整理

Self-hosted Debug

• BKPT指令及其异常处理

Trace

• ARM coresight 中的 trace数据输出源(DWT/ITM/ETM) & trace 数据interface TPIU(SWO/CLK_DATA)

boot模型

• ARMv7 boot

• 嵌入式启动顺序 - uboot之前

• 嵌入式启动顺序 - uboot

虚拟化模型

• ARMv7 Virtualization硬件实现
• armv7 虚拟化软件:KVM

安全模型

• 通用知识: 安全硬件实现及软件实现

开发工具

gcc toolchain & gdb

• 交叉编译工具链的获取
• 我们能从一个ARM32编译器获取什么信息
• GDB 常用命令

qemu

• qemu中的 Arm System emulator

• qemu-system-arm中的virt开发板

• 编译qemu

常见开发环境(除qemu外)

• 开发环境
• 内核和文件系统的烧写和启动配置

软件开发

裸机(baremetal)

• qemu armv7 裸机开发
• ARMv7/ARMv8/RV32/RV64裸机编程中的区别
• 兼容ARMv7/ARMv8/RV32/RV64的一个裸机qemu工程

RTOS

Linux

arm32-linux镜像

• 各个镜像解读1&解读2
• 各个镜像执行结果
• uImage镜像或zImage被加载
• 一般不会直接加载 Image,如果想要直接加载Image,参考这里

arm32-linux boot 符号

• uImage的入口符号

• zImage的符号

• Image中的符号

• arm32-linux boot 符号总览

debug

• gdb调试qemu virt板 arm32 linux 各个过程

boot

• uboot引导内核 Load Address Entry Point
• uImage 的 入口符号地址
• 内核镜像解析
• 内核启动流程

boot时的内存管理

• RISC 架构 linux boot 临时页表 对比 ARM32 ARM64 RV32 RV64

架构相关代码

• arch/arm中的目录

• linux arch 提供的函数与宏

• arch/arm中的页表 相关函数

通用知识:如何新增一个架构

• linux移植需要考虑什么
• 将 Linux 移植到新的处理器架构，第 1 部分：基础前言
• 将 Linux 移植到新的处理器架构，第 2 部分：早期代码
• 将 Linux 移植到新的处理器架构，第 3 部分：收尾

微架构

• 通用知识:cpu微架构解读
• arm32 下的 cortex-a7/cortex-a8/cortex-a9/cortex-a15/cortex-a17
• ARMv6架构下 各微架构的不同