關(guān)于ARM的22個常用概念介紹

　　答：通常，Thumb程序比ARM程序更加緊湊，而且對于內(nèi)存為8位或16位的系統(tǒng)，使用Thumb程序效率更高。但是，在下面一些場合下，程序必須運(yùn)行在ARM狀態(tài)，這時(shí)就需要混合使用ARM和Thumb程序。

　　強(qiáng)調(diào)速度的場合，應(yīng)該使用ARM程序；

　　有些功能只能由ARM程序完成。如：使用或者禁止異常中斷；

　　當(dāng)處理器進(jìn)入異常中斷處理程序時(shí)，程序狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)，即在異常中斷處理程序入口的一些指令是ARM指令，然后根據(jù)需要程序可以切換到Thumb狀態(tài)，在異常中斷程序返回前，程序再切換到ARM狀態(tài)。

　　ARM處理器總是從ARM狀態(tài)開始執(zhí)行。因而，如果要在調(diào)試器中運(yùn)行Thumb程序，必須為該Thumb程序添加一個ARM程序頭，然后再切換到Thumb狀態(tài)，執(zhí)行Thumb程序。

　　10.ARM處理器運(yùn)行模式

　　答：ARM微處理器支持7種運(yùn)行模式，分別為：

　　用戶模式（usr）：ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)；

　　快速中斷模式（fiq）：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道管理；

　　外部中斷模式（irq）：用于通用的中斷處理；

　　管理模式（svc）：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式；

　　數(shù)據(jù)訪問終止模式（abt）：當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時(shí)進(jìn)入該模式，用于虛擬存儲及存儲保護(hù)；

　　系統(tǒng)模式（sys）：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)；

　　未定義指令中止模式（und）：當(dāng)未定義指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。

　　11.ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常類型

　　答：ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的異常和具體含義如下（圈里面的數(shù)字表示優(yōu)先級）：

　　復(fù)位①：當(dāng)處理器的復(fù)位電平有效時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位異常，程序跳轉(zhuǎn)到復(fù)位異常處執(zhí)行（異常向量：0x0000，0000）；

　　未定義指令⑥：當(dāng)ARM處理器或協(xié)處理器遇到不能處理的指令時(shí)，產(chǎn)生為定義異常?？墒褂迷摦惓C(jī)制進(jìn)行軟件仿真（異常向量：0x0000，0004）；

　　軟件中斷⑥：有執(zhí)行SWI指令產(chǎn)生，可用于用戶模式下程序調(diào)用特權(quán)操作指令?？墒褂迷摦惓C(jī)制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能調(diào)用（異常向量：0x0000，0008）；

　　指令預(yù)取中止⑤：若處理器的預(yù)取指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前指令訪問，存儲器會向處理器發(fā)出中止信號，當(dāng)預(yù)取指令被執(zhí)行時(shí)，才會產(chǎn)生指令預(yù)取中止異常（異常向量：0x0000，000C）；

　　數(shù)據(jù)中止②：若處理器數(shù)據(jù)訪問的指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前指令訪問，產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止異常（異常向量：0x0000，0010）；

　　IRQ④（外部中斷請求）：當(dāng)處理器的外部中斷請求引腳有效，且CPSR中的I位為0時(shí)，產(chǎn)生IRQ異常。系統(tǒng)的外設(shè)可以該異常請求中斷服務(wù)（異常向量：0x0000，0018）；

　　FIQ③（快速中斷請求）：當(dāng)處理器的快速中斷請求引腳有效，且CPSR中的F位為0時(shí)，產(chǎn)生FIQ異常（異常向量：0x0000，001C）。

　　說明：其中異常向量0x0000，0014為保留的異常向量。

　　12.ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式

　　答：ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式有如下兩種：

　　大端格式：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在低地址中，字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)存放在高地址中；

　　小端格式：與大端存儲格式相反，高地址存放數(shù)據(jù)的高字節(jié)，低地址存放數(shù)據(jù)的低字節(jié)。

　　13.ARM寄存器總結(jié)：

　　ARM有16個32位的寄存器（r0到r15）。

　　r15充當(dāng)程序寄存器PC，r14（link register）存儲子程序的返回地址，r13存儲的是堆棧地址。

　　ARM有一個當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器：CPSR。

　　一些寄存器（r13，r14）在異常發(fā)生時(shí)會產(chǎn)生新的instances，比如IRQ處理器模式，這時(shí)處理器使用r13_irq和r14_irq

　　ARM的子程序調(diào)用是很快的，因?yàn)樽映绦虻姆祷氐刂凡恍枰娣旁诙褩Ｖ小?/p>

　　14.存儲器重新映射（Remap）的原因：

　　使Flash存儲器中的FIQ處理程序不必考慮因?yàn)橹匦掠成渌鶎?dǎo)致的存儲器邊界問題；

　　用來處理代碼空間中段邊界仲裁的SRAM和Boot Block向量的使用大大減少；

　　為超過單字轉(zhuǎn)移指令范圍的跳轉(zhuǎn)提供空間來保存常量。

　　ARM中的重映射是指在程序執(zhí)行過程中通過寫某個功能寄存器位操作達(dá)到重新分配其存儲器地址空間的映射。一個典型的應(yīng)用就是應(yīng)用程序存儲在Flash/ROM中，初始這些存儲器地址是從0開始的，但這些存儲器的讀時(shí)間比SRAM/DRAM長，造成其內(nèi)部執(zhí)行頻率不高，故一般在前面一段程序?qū)⒋a搬移到SRAM/DRAM中去，然后重新映射存儲器空間，將相應(yīng)SRAM/DRAM映射到地址0，重新執(zhí)行程序可達(dá)到高速運(yùn)行的目的。

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