理解ARM内核结构：程序员模型与异常处理

"该文档是关于ARM内核结构的简介，涵盖了程序员模型、MMU与协处理器、ARM和THUMB指令系统、调试接口以及异常向量表等关键内容。主要探讨了ARM处理器的工作状态、存储器格式（大端和小端）、数据类型、运行模式以及寄存器组织结构。" 在ARM架构中，程序员模型是非常重要的概念，它描述了程序在处理器上如何运行。ARM处理器有两种运行状态，即ARM状态（32位）和THUMB状态（16位）。状态切换可以通过特定指令如BXRm来完成。在异常发生时，处理器会自动切换到ARM状态。 存储器格式有大端（BigEndian）和小端（LittleEndian）两种模式。大端模式下，高位字节位于低地址，而小端模式则相反，低位字节存储在低地址。这两种模式对数据在内存中的布局有不同的规定。 数据类型包括字节（8位）、半字（16位）和字（32位）。ARM处理器支持多种运行模式，如用户模式、快速中断模式、中断模式、管理模式、中止模式和未定义模式。每种模式下都有相应的寄存器集，例如，通用寄存器分为不分组寄存器和分组寄存器，以及专门的程序计数器（R15，也称为PC），当前程序状态寄存器（CPSR），以及在不同模式下的子程序状态寄存器（如SPSR_fiq, SPSR_irq等）。 寄存器组织结构中，通用寄存器包括R0到R14，其中R15作为程序计数器，R14通常作为子程序链接寄存器（LR）用于保存返回地址。每个异常模式都有自己独立的堆栈寄存器R13（如R13_fiq, R13_irq等）和SPSR寄存器，以保持状态信息。 此外，文档还提到了MMU（内存管理单元）和协处理器，它们是ARM处理器中实现高级功能的关键组件。MMU负责虚拟地址到物理地址的映射，以及内存保护，而协处理器则扩展了CPU的功能，如浮点运算、加密解密等。调试接口则提供了对程序执行过程进行监测和调试的途径。异常向量表则是处理器处理异常和中断的入口点，包含了处理各种异常情况的指令地址。 THUMB指令系统是ARM指令集的一个精简版本，它提供了16位的指令格式，以减少代码大小，提高效率。ARM指令系统则是完整的32位指令集，提供了更丰富的指令和操作。 这份文档详细介绍了ARM处理器的基础结构和工作原理，对于理解和开发基于ARM架构的系统具有重要的参考价值。