ARM指令详解：MCR/MRC与协处理器交互

"ARM指令集与协处理器数据传送" 在ARM架构中，MCR（Move to Coprocessor Register）和MRC（Move from Coprocessor Register）指令用于在ARM处理器的通用寄存器与协处理器寄存器之间进行数据传输。这对于在处理特定硬件功能如浮点运算、内存管理或者其他加速器时非常关键。 1. MCR指令： MCR指令允许将ARM处理器的通用寄存器中的数据传递给协处理器的寄存器。例如，指令`MCR p14, 3, R7, c7, c11, 6`表明，数据从寄存器R7传输到协处理器p14的寄存器中，其中c7和c11是协处理器的特定寄存器，而3和6是操作码。如果协处理器无法成功执行此操作，系统将触发未定义指令异常中断。 2. MRC指令： 相反，MRC指令用于将协处理器寄存器中的数据移动到ARM处理器的通用寄存器。这个指令对于从协处理器读取计算结果或状态信息特别有用。 3. ARM指令集概述： ARM指令集是基于RISC（Reduced Instruction Set Computer）设计原则，以32位指令为主，但也支持16位的Thumb指令集，适合资源受限的环境。ARM9处理器支持字节、半字和字三种数据类型，且所有字必须4字节对齐，半字必须2字节对齐。ARM指令具有以下特点： - 所有指令都是32位宽。 - 大多数指令在一个时钟周期内完成。 - 支持条件执行，即每条指令都可附带一个条件码。 - 使用加载/存储架构，数据处理仅在寄存器间进行，存储器访问需通过专门指令。 - 指令集包括数据处理、数据传送、控制流、软件中断、程序状态寄存器和协处理器指令等。 - 提供7种寻址方式，包括立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址等。 4. ARM指令格式： ARM指令的基本格式由操作码、条件码、S标志、源寄存器、目的寄存器以及可能的第二个操作数组成。例如，数据处理指令的格式可能是`Cond Opcode S Rn Rd Operand2`。 5. 指令分类： - 数据处理指令：用于处理和修改寄存器中的数据。 - 数据传送指令：负责将存储器的数据加载到寄存器或从寄存器存储到存储器。 - 控制流指令：包括分支和分支链接，用于程序流程控制。 - 软件中断指令：用于请求操作系统服务。 - 程序状态寄存器指令：用于访问和修改程序状态寄存器（PSR）。 - 协处理器指令：如MCR和MRC，与协处理器交互。 在嵌入式Linux系统开发中，理解和掌握ARM指令集，尤其是MCR和MRC，对于编写高效的底层代码和理解系统工作原理至关重要。通过协处理器指令，开发者可以充分利用硬件资源，提高系统的性能和效率。