嵌入式ARM系统原理及实例开发.ppt

北京大学出版社出版 嵌入式ARM系统原理与实例开发 北京大学出版社　出版 ARM处理器模式 除用户模式之外的其余6种称为非用户模式 (特权模式） 在特权模式中，除系统模式之外的其余5种又称为异常模式 不同的工作模式间可以相互切换。 ARM处理器的寄存器 为什么需要R13，R14，SPSR？ 寄存器设计原则 对于一个正在运行的程序，主要包括以下内容： 当前程序的位置：PC寄存器存储。 当前CPU的状态：CPSR寄存器存储。 当前临时数据：R0~R12通用寄存器存储（特殊情况下，部分也有特殊用途）。 在运行时，涉及到中断切换，因此需要进行现场保护： 当前程序的位置：R14寄存器存储。 当前CPU的状态：SPSR寄存器存储。 当前临时数据：存储在内存栈中，由R13寄存存储栈首地址。 ARM的寄存器组织 1.通用寄存器:包括R0～R15，以及程序计数器PC . R0～R7称为不分组寄存器； R8～R12有两组物理寄存器。 一组属于快速模式(R8_fiq～R12_fiq） 另一组属于其它模式(R8_usr~R12_usr) ； R13和R14有6组物理寄存器。 其中用户模式和系统模式共用一组 寄存器R13通常作为堆栈指针SP (stack pointer) 寄存器R14常用作连接寄存器LR（link register）； 寄存器R15，又称为PC (program counter) ARM的寄存器组织 2.状态寄存器: 当前程序状态寄存器CPSR (current program status Register)，可以在任何工作模式下被访问； 程序状态备份寄存器SPSR (Saved Program Status Register)，只有在异常模式下，才能被访问 ； CPSR/SPSR 条件标志（Condition Code Flags） N = ALU计算结果为负数（Negative result from ALU(Arithmetic Logical Unit ) flag）。 Z = ALU计算结果为0（Zero result from ALU flag）。 C = ALU计算结果进位（ALU operation Carried out）。 For an addition, including CMN, C =1 if produced a carry. For a subtraction, including CMP, C＝0 if produced a borrow. V = ALU计算结果溢出（ALU operation Overflowed）。 Q＝E DSP (preserve and restore the CPSR Q flag if an exception occurs about enhanced DSP instructions.) 中断禁止位（Interrupt Disable bits） I = 1，关IRQ。 F = 1，关FIQ。 T Bit (Architecture v4T only) T = 0, 处理器当前处于ARM状态（Processor in ARM state） T = 1, 处理器当前处于Thumb状态（Processor in Thumb state） ARM指令编码方式 其中，内的项是必须的，{}内的项是可选的，如opcode是指令助记符，是必须的，而{cond}为指令执行条件，是可选的，如果不写则使用默认条件AL（无条件执行）。其中： Opcode：指令助记符，如LDR，STR 等。 Cond：执行条件，如EQ，NE 等。 S：是否影响CPSR 寄存器的值，书写时影响CPSR，否则不影响。 Rd：目标寄存器。 Rn：第一个操作数的寄存器。 operand2：第二个操作数。 ARM指令综述 第二个操作数组成 每个立即数由一个8位的常数循环右移偶数位得到，其中循环右移的位数由一个4位的二进制的两倍表示，即immediate＝immed_8循环右移(2*rotate_imm)。 ARM指令的条件码 ARM指令的条件码(续) 立即寻址 MOV R0, #0xff00 ; 0xff00-R0 寄存器寻址 MOV R1, R2 ; R2-R1 SUB R0, R1, R2 ; R1-R2-R0 基地址变址寻址 LDR R2,[R3,#0x0F] ；R2←[R3＋0x0F] STR R1,[R0,#-2] ；R1←[R0-2] LDR R0，[R1，＃4]！ ；R0←[R1＋4]、R1←R1＋4 寄存器偏移寻址 MOV R0,R2,LSL #3 ;R2的值左移3位，结果放入R0，即R0=R2*8 ANDS R1,R1