ARM處理器編程模型

RISC并非只是簡單地去減少指令，而是把著眼點放在了如何使計算機的結(jié)構(gòu)更加簡單合理地提高運算速度上，優(yōu)先選取使用頻最高的簡單指令。

二、ARM處理器共有37個寄存器，被分為若干個組（BANK），這些寄存器包括：
31個通用寄存器，包括程序計數(shù)器（PC指針），均為32位的寄存器。
6個狀態(tài)寄存器，用以標(biāo)識CPU的工作狀態(tài)及程序的運行狀態(tài)，均為32位，目前只使用了其中的一部分。

三、ARM微處理器在較新RISC體系結(jié)構(gòu)中支持兩種指令集：ARM指令集和Thumb指令集。
ARM指令為32位的長度，Thumb指令為16位長度
Thumb指令集為ARM指令集的功能子集，但與等價的ARM代碼相比較，可節(jié)省30％～40％以上的存儲空間，同時具備32位代碼的所有優(yōu)點。

四、arm處理器的工作狀態(tài)

ARM微處理器的工作狀態(tài)一般有兩種，并可在兩種狀態(tài)之間切換：
1、ARM狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行32位的字對齊的ARM指令；
2、Thumb狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行16位的、半字對齊的Thumb指令。
ARM指令集和Thumb指令集均有切換處理器狀態(tài)的指令，并可在兩種工作狀態(tài)之間切換，但ARM微處理器在開始執(zhí)行代碼時，應(yīng)該處于ARM狀態(tài)。

五、ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式

1、（1）大端格式：在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在低地址中

（2）小端格式：在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)存儲在低地址中

2、存儲管理單元-MMU

其主要功能有：
（1）將主存地址從虛擬存儲空間映射到物理存儲空間。
（2）存儲器訪問權(quán)限控制。
（3）設(shè)置虛擬存儲空間的緩沖特性等。

六、處理器模式

ARM微處理器支持7種運行模式，分別為：

除用戶模式外，其它模式均為特權(quán)模式。ARM內(nèi)部寄存器和一些片內(nèi)外設(shè)在硬件設(shè)計上只允許（或者可選為只允許）特權(quán)模式下訪問。此外，特權(quán)模式可以自由的切換處理器模式，而用戶模式不能直接切換到別的模式。

除用戶模式和系統(tǒng)模式外，其它模式均為異常模式。它們除了可以通過程序切換進入外，也可以由特定的異常進入。當(dāng)特定的異常出現(xiàn)時，處理器進入相應(yīng)的模式。每種異常模式都有一些獨立的寄存器，以避免異常退出時用戶模式的狀態(tài)不可靠。

用戶模式和系統(tǒng)模式這兩種模式都不能由異常進入，而且它們使用完全相同的寄存器組。

系統(tǒng)模式是特權(quán)模式，不受用戶模式的限制。操作系統(tǒng)在該模式下訪問用戶模式的寄存器就比較方便，而且操作系統(tǒng)的一些特權(quán)任務(wù)可以使用這個模式訪問一些受控的資源。

六、寄存器

ARM微處理器中的寄存器不能被同時訪問，具體哪些寄存器是可編程訪問的，取決微處理器的工作狀態(tài)及具體的運行模式。
但在任何時候，通用寄存器R14～R0、程序計數(shù)器PC、一個或兩個狀態(tài)寄存器都是可訪問的。

1、arm狀態(tài)下寄存器
通用寄存器包括R0～R15，可以分為三類：
未分組寄存器R0～R7：在所有的運行模式下，未分組寄存器都指向同一個物理寄存器，他們未被系統(tǒng)用作特殊的用途
分組寄存器R8～R14；對于分組寄存器，他們每一次所訪問的物理寄存器與處理器當(dāng)前的運行模式有關(guān)。
程序計數(shù)器PC(R15)：寄存器R15用作程序計數(shù)器（PC）

2、Thumb狀態(tài)下的寄存器

程序員可以直接訪問的寄存器為：
8個通用寄存器R0～R7；
程序計數(shù)器（PC）；
堆棧指針（SP）；
鏈接寄存器（LR）；
有條件訪問程序狀態(tài)寄存器（ CPSR）。

3、ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)之間寄存器的關(guān)系
Thumb狀態(tài)R0～R7與ARM狀態(tài)R0～R7相同；
Thumb狀態(tài)CPSR和SPSR與ARM狀態(tài)CPSR和SPSR相同；
Thumb狀態(tài)SP映射到ARM狀態(tài)R13；
Thumb狀態(tài)LR映射到ARM狀態(tài)R14；
Thumb狀態(tài)PC映射到ARM狀態(tài)PC（R15）。

七、異常

1、當(dāng)正常的程序執(zhí)行流程發(fā)生暫時的停止時，稱之為異常。類型如下：

2、當(dāng)多個異常同時發(fā)生時，ARM9處理器將按照異常的優(yōu)先級高低順序處理，異常優(yōu)先級由高到低的排列次序如表所示。