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ARM基础概念 day51

news 2025/8/12 12:03:57

ARM

一：基础概念

ARM采用的是32位架构.
ARM 约定:Byte :8 
bitsHalfword :16 bits (2 byte)
Word :32 bits (4 byte)
Doubleword 64-bits （8byte)(Cortex-A处理器）

构成：RAM:随机存储访问速率快掉电数据丢失

ROM :只读存储访问速率慢掉电数据不丢失

RAM类：RAM SRAM（静态，最快，主要是晶体管构成） DRAM（动态，主要是电容构成）

SSRAM SDRAM:都带有同步时钟

ROM类：PROM（可编程） EPROM(可擦除) EEPROM（电）

flash：结合RAM和ROM的优点

CPU :中央处理单元

ALU:运算单元，实现基本的运算

RO~R12:寄存器，存储数据

PC:程序计数器，指向正在执行的下下条指令，上电后值为0，默认做自加运算

LR:链接寄存器，保存函数的返回地址

SP:栈指针寄存器，指向栈顶

CPSR:当前程序状态寄存器，运算的结果为0、正、负等，运算中产生的进位、借位等；中断使能，工作状态、工作模式。

Cache 位于 CPU 核心与主存（RAM）之间，用于存放近期频繁访问的数据/指令，访问速率高于内存

Cache：缓存原则；1.长时间没有替换，2.用得少替换

I-Cache（指令缓存）和 D-Cache（数据缓存）。
它们是 L1 Cache 最常见的两种分离方式（Harvard 架构思想在 CPU 内部的延伸），都是独立存储的，是哈佛形式。

哈佛：指令和数据分开存储冯诺伊曼：指令和数据一块存储

MMU：-内存管理单元，做虚拟地址到物理地址的转换

一：关于ALU的运算赋值给`sp`指针问题

ALU 的作用
- 负责对 SP 做加/减运算（+ 宽度或 - 宽度），运算结果写回 SP 寄存器。
- 加数：出栈（POP），SP 向高地址移动。
- 减数：入栈（PUSH），SP 向低地址移动。
栈的地址结构
- 栈底：高地址（stack base）
- 栈顶：低地址（stack top）
- 栈向低地址生长。
初始状态
- 空栈时，SP 指向栈底（高地址）。
入栈（PUSH）
- ALU 做 SP = SP - 数据宽度（负方向）
- 新 SP 指向栈顶位置 → 数据写入该位置。
出栈（POP）
- 从 SP 指向的栈顶位置读取数据
- ALU 做 SP = SP + 数据宽度（正方向）

换句话说：

ALU 改变的是 SP 的值，方向由加减符号决定，SP 的变化方向对应了栈的生长或收缩方向

ARM有37个32-Bits长的寄存器
1 个用作PC( program counter)
1个用作CPSR(current program status register)
5个用作SPSR(saved program status registers)
30个通用寄存器

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二：CPSR寄存器 32位

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E位：大小端控制位

A位：A=1禁止不精确的数据异常

条件位（状态的记录）

	N = Negative result from ALU	Z = Zero result from ALU	C = ALU operation Carried out or borrow	V = ALU operation oVerflowed

Mode位：处理器模式位(7种模式)

	`10000 User mode`非权限用户（其他都是特权模式）		`10011 SVC mode`//管理模式，复位或软中断指令执行时将会进入这种模式	`10010 IRQ`低优先级中断			    `10001 FIQ mode;`高优先级（中断）	`10111 Abort mode`//取异常时将会进入这种模式			`1011 Undfined mode` //执行未定义指令时会进入这种模式，读取到不能识别的指令	`11111 System mode;`//系统模式，用和User模式相同寄存器集的特权模式

T位J位

T= 0;J=0 //处理器处于ARM状态

T= 1;J=0 //处理器处于Thumb状态

T= 1;J=1 //处理器处于ThumbEE状态

中断禁止位

I =1: //禁止 IRQ

F= 1: //禁止 FIQ

三：CPSR/SPSR操作指令

mrs r0,CPSR		//把CPSR现在的状态读在mrs中
msr CPSR,r0		//把r0的值写入CPSR

.textmov r0,#3	//用常量赋值要符号#	
--------------------------------------------------------
cmp r0,#1	//r0和1比较	本质上就是r0 - 1 的值标志位	名称	触发条件（R0 - 1 的结果）N	Negative	结果为负数（R0 - 1 < 0）Z	Zero	结果为零（R0 == 1）C	Carry	无借位（R0 >= 1，即减法未借位）V	Overflow	有符号溢出（极少见，通常忽略）
--------------------------------------------------------
add r1,r0,#5	//把5加到r0中，然后把结果放进r1
mov r1,r0
mov r3,#0xD0	
mov cpsr,r3	//必须经过中介才能传过去
swi  1	//软件模拟中断，返回之前状态