目录
RISC处理器和CISC处理器
SOC(System on Chip)
ARM指令集概述
指令集
ARM指令集
编译原理
ARM存储模型
ARM指令存储
ARM工作模式
工作模式的理解
ARM工作模式分类
RISC处理器和CISC处理器
RISC处理器
- 只保留常用的的简单指令，硬件结构简单，复杂操作一般通过简单指令的组合实现，一般指令长度固定，且多为单周期指令
- RISC处理器在功耗、体积、价格等方面有很大优势，所以在嵌入式移动终端领域应用极为广泛
CISC处理器
- 不仅包含了常用指令，还包含了很多不常用的特殊指令，硬件结构复杂，指令条数较多，一般指令长度和周期都不固定
- CISC处理器在性能上有很大优势，多用于PC及服务器等领域
SOC(System on Chip)
即片上系统，将一个系统中所需要的全部部件集成在一个芯片中在体积、功耗、价格上有很大优势
ARM指令集概述
指令集
指令
- 能够指示处理器执行某种运算的命令称为指令（如加、减、乘 ...）
- 指令在内存中以机器码（二进制）的方式存在
- 每一条指令都对应一条汇编
- 程序是指令的有序集合
指令集
- 处理器能识别的指令的集合称为指令集
- 不同架构的处理器指令集不同
- 指令集是处理器对开发者提供的接口
ARM指令集
大多数ARM处理器都支持两种指令集：
ARM指令集：
- 所有指令（机器码）都占用32bit存储空间
- 代码灵活度高、简化了解码复杂度
- 执行ARM指令集时PC值每次自增4
Thumb指令集：
- 所有指令（机器码）都占用16bit存储空间
- 代码密度高、节省存储空间
- 执行Thumb指令集时PC值每次自增2
编译原理
- 机器码（二进制）是处理器能直接识别的语言，不同的机器码代表不同的运算指令，处理器能够识别哪些机器码是由处理器的硬件设计所决定的，不同的处理器机器码不同，所以机器码不可移植
- 汇编语言是机器码的符号化，即汇编就是用一个符号来代替一条机器码，所以不同的处理器汇编也不一样，即汇编语言也不可移植
- C语言在编译时我们可以使用不同的编译器将C源码编译成不同架构处理器的汇编，所以C语言可以移植（C语言可以移植的原因是编译器的不同）
ARM存储模型
字节序：
大端对齐
低地址存放高位，高地址存放低位
a = 0x12345678;
小端对齐
低地址存放低位，高地址存放高位
a = 0x12345678;
注：ARM一般使用小端对齐
ARM指令存储
处理器处于ARM状态时
所有指令在内存的起始地址必须是4的整数倍
PC值由其[31:2]决定，[1:0]位未定义
处理器处于Thumb状态时
所有指令在内存的起始地址必须是2的整数倍
PC值由其[31:1]决定，[0]位未定义
注：即指令本身是多少位在内存存储时就应该多少位对齐
ARM工作模式
ARM有8个基本的工作模式
- User 非特权模式，一般在执行上层的应用程序时ARM处于该模式
- FIQ 当一个高优先级中断产生后ARM将进入这种模式
- IRQ 当一个低优先级中断产生后ARM将进入这种模式
- SVC 当复位或执行软中断指令后ARM将进入这种模式
- Abort 当产生存取异常时ARM将进入这种模式
- Undef 当执行未定义的指令时ARM将进入这种模式
- System 使用和User模式相同寄存器集的特权模式
- Monitor 为了安全而扩展出的用于执行安全监控代码的模式
工作模式的理解
不同模式拥有不同权限
不同模式执行不同代码
不同模式完成不同的功能
ARM工作模式分类
按照权限
User为非特权模式（权限较低），其余模式均为特权模式（权限较高）
按照状态
FIQ、IRQ、SVC、Abort、Undef属于异常模式，即当处理器遇到异常后
会进入对应的模式
