ARM架构基础知识详解

"本文主要梳理了ARM架构的关键知识点，包括状态寄存器、指令系统、寻址方式、指令集、协处理器、数据类型、存储模式、虚拟地址管理和参数传递等核心概念。" ARM架构是广泛使用的微处理器架构，其特点包括高效能和低功耗。以下是对这些知识点的详细解释： 1. **控制位与状态寄存器**： - CPSR（Current Program Status Register）是ARM处理器中的关键寄存器，其中I、F、T和M[4:0]是低8位的控制位，分别用于中断禁止、浮点运算禁止、指令集选择（ARM或Thumb）和处理器模式等。 2. **指令访问与内存操作**： - ARM指令如MRS（Move from Status Register to Register）和MSR（Move to Status Register）用于访问和修改状态寄存器。 - STR（Store Register）和LDR（Load Register）是基本的内存访问指令，用于数据的存储和加载。 3. **算术运算与寻址方式**： - "ADDR1,R2,R3,LSL#2" 是一种算术运算，表示将R2加上R3左移2位的结果存储到R1中。 - STMIB（Stack Memory Block Post Increment）指令用于满递增堆栈操作，而ADR和LDR伪指令分别用于小范围和大范围地址读取。 4. **指令集与对齐**： - ARM指令集分为ARM指令集和Thumb指令集，前者为32位，后者为16位。存储时，ARM指令需4字节对齐，Thumb指令需2字节对齐。 5. **协处理器**： - ARM最多支持16个协处理器，用于扩展处理器功能，如浮点运算、内存管理等。 6. **数据类型**： - ARM处理器处理的数据类型包括字节（8位）、半字（16位）和字（32位）。 7. **伪操作与指令执行**： - "GBLAc;cSETA8_66" 是汇编语言中的伪操作，用于设置变量c的值。 - 示例中的LDR R0,[R1,＃8]！指令，会将R1地址加8后的内存内容加载到R0，并将R1自增8。 8. **存储模式与字节序**： - 在大端模式下，32位数0x12345678存储时，1000H单元内容为0x12。 9. **虚拟地址管理**： - ARM使用页式虚拟存储管理技术，一级描述符保存二级页表的基地址。 - 粗粒度和细粒度二级页表支持不同大小的页映射，如大页、小页和极小页。 10. **参数传递**： - 在ARM的Application Binary Interface (ABI)即ATPCS中，参数通常通过r0-r3寄存器或数据栈传递，采用递减满栈（FD）的方式。 理解这些基本概念是掌握ARM架构编程和系统设计的基础，对于嵌入式系统开发和硬件接口设计至关重要。