S3C2440体系架构[通俗易懂]

S3C2440体系架构[通俗易懂]本文是对ARM处理器架构的学习,针对S3C2440型号。参考了Samsung官方的技术文档S3C2440.pdf中的PROGRAMMER’SMODEL一节的内容。ARM和THUMB指令模式S3C2440采用了armv4t指令集,同时支持arm指令集和thumb指令集。arm指令是32位的,而thumb指令是16位的。之所以存在thumb指令是为了降低代码的存储空间。两个指令集之间的切换手动切换

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

本文是对ARM处理器架构的学习,针对S3C2440型号。参考了Samsung官方的技术文档S3C2440.pdf中的PROGRAMMER’S MODEL一节的内容。

ARM和THUMB指令模式

S3C2440采用了armv4t指令集,同时支持arm指令集和thumb指令集。arm指令是32位的,而thumb指令是16位的。之所以存在thumb指令是为了降低代码的存储空间。

两个指令集之间的切换

  • 手动切换
    因为不管是arm指令集还是thumb指令集,代码地址的最低位都是多余的,因为thumb是16位对齐的,arm是32位对齐的。所以最后一位可以用来作为切换的参考。当执行BX指令时,若地址的最后一位置位,则接下来的指令使用thumb指令集来解释,跳转时,最后一位清零,则使用arm指令集。

  • 自动切换
    在特权模式下只能使用arm指令集,所以当在用户模式下执行thumb指令时,若跳转到特权模式时,将会自动切换到arm指令模式。当从特权模式切换回用户模式时,如果进入之前是thumb指令集,那么就是自动切换回thumb指令集。

数据存储格式
S3C2440同时支持大小端数据存储格式,默认情况下采用小端格式储存。

  • 大端储存
    高字节存储在低地址中,低字节存储在高地址中。

  • 小端存储
    高字节存储在高地址中,低字节存储在低地址中。

操作模式

ARM920T支持七种操作模式:

  • 用户模式

  • 快中断模式

  • 中断模式

  • 管理者模式

  • 中止模式

  • 系统模式

  • 未定义模式

模式转换可以通过软件的形式,也可以自动进行切换,比如产生了中断。除了用户模式,其它模式都是特权模式,有些资源只能在特权模式下使用。

寄存器

ARM920T总共有37个寄存器,同一时间不是所以的寄存器都是可见的。

ARM模式下的寄存器

ARM模式下的寄存器

thumb模式下的寄存器

在thumb模式下,不是所有的寄存器都是被使用的,R8-R12寄存器没有被使用。

thumb模式下的寄存器

虽然thumb模式下按规定R8-R12寄存器不能被使用,但是编译器能够使用这些寄存器作为快速存储。

状态寄存器

CPSR和SPSR是ARM920T中的两个状态寄存器,SPSR是用来临时保存CPSR寄存器的值的。

状态寄存器的作用

  • 保存最近ALU计算信息

  • 控制中断的开启和关闭

  • 设置处理器的模式

状态寄存器

异常处理

在ARM中,所有打断程序正常执行的事件都称为异常,中断也是属于异常。在进入异常的时候,硬件会自动执行如下的操作;但是当退出异常时,下列的操作是由我们自己编写软件实现的。

进入异常

1.保留下一个指令地址到合适的LR寄存器(哪种异常发生就将其保存在该模式下的LR寄存器中)。

2.复制CPSR到合适的SPSR中(哪种异常发生就将其保存在该模式下的SPSR寄存器中)。

3.设置CPSR中的模式位

4.PC从相应中断向量表中获取地址

退出异常

1.将LR中的值减去一个偏移量赋给PC

2.将SPSR的值拷贝到CPSR中

3.如果在进入时设置了中断禁止标志,清除禁止标志

举例说明:

HandleIRQ:
    sub lr, lr, #4 @ 计算返回地址
    stmdb   sp!,    { r0-r12,lr }   @ 保存使用到的寄存器
                                    @ 注意,此时的sp是中断模式的sp
                                    @ 初始值是上面设置的3072

    ldr lr, =int_return             @ 设置调用ISR即EINT_Handle函数后的返回地址  
    ldr pc, =EINT_Handle            @ 调用中断服务函数,在interrupt.cint_return:
    ldmia   sp!,    { r0-r12,pc }^  @ 中断返回, ^表示将spsr的值复制到cpsr

在中断处理函数EINT_Handle中需要将中断挂起位给清除掉。

下表是在退出各种异常时需要执行的返回函数:

异常退出执行代码

中断向量表地址

下表是中断向量表的地址,这些地址是规定好的,不能自己更改。

中断向量表

异常优先级

当多个异常同时发生时,有一个固定的优先级来决定哪一个先被执行。

高优先级

1. Reset
2. Data abort 
3. FIQ
4. IRQ
5. Prefetch abort

低优先级

6. Undefined Instruction,Software interrupt
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/131367.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • Head First Java(中文版)

    Head First Java(中文版)网站更多书籍点击进入>>CiCi岛下载电子版仅供预览及学习交流使用,下载后请24小时内删除,支持正版,喜欢的请购买正版书籍电子书下载(皮皮云盘-点击“普通下载”)购买正版封页编辑推荐★第14届Jolt大奖的参赛图书。  ★《HeadFirstJava》使纸质图书成为了你所见过的*接近GUI的事物,使学习Java成为一种风尚。  ★Java技术无所不在——如果…

    2022年7月7日
    28
  • java五种最常见的异常

    java五种最常见的异常

    2021年7月15日
    55
  • Python注释

    Python注释单行注释python中单行注释采用#开头[cclang='python']print‘hellopython’#thisisacomment[/cc]多行注释然后pyt

    2022年7月5日
    21
  • 关于垃圾回收CollectGarbage()的使用

    网络上流传的关于JS释放内存的方式~大概就是只说过。将变量使用以后设置为null,但是IE的GC是当鼠标点击最小化按钮时发生~~也就是说我们从程序上看已经释放了内存其实之前更本没有释放~~~研究jsvm的时候,发现js.lang.System里面定义了gc()方法System.gc=function(){  if(System.isIeBrowser())  {…

    2022年4月7日
    58
  • 模仿学习–技术综述[通俗易懂]

    模仿学习–技术综述[通俗易懂]概念:局限性:2.1数据的可获得性影子模式可以有效的解决数据的可获得性,但是其中的数据也包括了不值得提倡的司机行为;2.2模型的有效性端到端的特性:1)可解释性较差;可解释性上刚刚有所进展(可解释机器学习?-文档)2)难以在中间过程中,接收信息和指令;应用方式:1)基于规则的规划、控制模块,还是基础的功能实现方案;2)强化学习、模仿学习,作为规划、控制模块的备份方案,在极端场景下-connercase或规则无法覆盖的场景,能够有效的实现相应功能模块。论文及学习..

    2022年9月16日
    1
  • php – 通过curl从url获取JSON数据「建议收藏」

    php – 通过curl从url获取JSON数据

    2022年2月10日
    39

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号