置顶 |

arm32架构

字数统计: 2.2k字   |   阅读时长: 8分
阅读量

arm架构学习

工作模式

  • User ：用户模式，一般在执行上层应用程序的时候处于该模式（和linux用户态和内核态无关）

  • Fiq 快速中断模式

  • IRQ：中断模式

  • SVC：当复位或执行软中断指令后arm进入这种模式（例如刚上电或者软中断执行的时候处于该模式）

  • Abort： 当产生存取异常时进入这种模式

  • Undef： 当执行未定义的指令时ARM将进入这种模式

  • System： 使用和User模式相同的寄存器集的特权模式

  • Monitor：为了安全而拓展出的用于执行安全监控代码的模式

ARM寄存器组织

其中 r0r3 主要用于子程序间传递参数， r4r11 主要用于保存局部变量，但在 Thumb 程序中，通常只能使用 r4~r7 来保存局部变量； r12 用作子程序间scratch 寄存器，即 ip 寄存器； r13 通常用做栈指针，即 sp； r14 寄存器又被称为连接寄存器（lr），用于保存子程序以及中断的返回地址； r15 用作程序计数器（pc），由于 ARM 采用了流水线机制，当正确读取了 PC 的值后，该值为当前指令地址加 8 个字节，即 PC 指向当前指令的下两条指令地址。

CPSR和SPSR都是程序状态寄存器，其中SPSR是用来保存中断前的CPSR中的值，以便在中断返回之后恢复处理器程序状态。

  • r15：PC寄存器：程序计数器，用于存储当前取址指令地址

  • R14：链接寄存器 LR：

    • 执行跳转指令的时候（b），LR会自动保存跳转指令的下一条指令，程序需要返回时将LR的值复制到PC即可实现
    • 产生异常时，对应异常模式下的LR会自动保存被异常打断的指令的下一条指令的地址，异常结束后将LR的值复制到PC

  • R13：栈地址

  • CPSR寄存器：当前程序状态寄存器

    • [8:0]为控制域

        • [10110]Monitor

      • [5]:

      • [6]

        • 0:FIQ enable
        • 1:FIQ disable

      • [7]

        • 0:IRQ enable
        • 1:IRQ disable

      • [29]:

        • 当运算器进行加法运算产生了进位该位自动置1，否则为0
        • 当运算器进行减法运算产生了接位该位自动置0，否则为1

      • [28]：

        • 当运算器进行加法运算产生了符号位进位该位自动置1，否则为0
        • 当运算器进行减法运算产生了符号位借位该位自动置0，否则为1

  • ****SPSR:****程序状态保存寄存器

ARM异常处理

arm异常源：

  • FIQ FIQ模式
  • IRQ IRQ模式
  • Resset复位电平有效 SVC模式
  • Software Interrupt 执行swi命令 SVC模式
  • Data Abort 数据中止 Abort模式
  • Prefetch Abort 指令预取中止 Abort模式
  • Undefined Instruction 遇到不能处理的指令 Undef模式

产生异常后

  1. 拷贝CPSR的内容到对应异常模式下的SPSR
  2. 修改CPSR的值：
    1. 修改中断禁止位禁止相应的中断
    2. 修改模式位进入相应的异常模式
    3. 修改状态位进入ARM状态
  3. 保存返回地址到对应异常模式下的LR
  4. 设置PC为相应的异常向量（异常向量表对应的地址）

异常处理完成后返回：

  1. 将SPSR的值复制给CPSR使程序恢复到之前的状态
  2. 将LR的值给PC，使程序跳转回之前的地址

异常优先级

  1. reset
  2. data abort
  3. fiq
  4. irq
  5. prefetch abort
  6. software interrupt
  7. undefined instruction

ARM指令集

==arm指令集==

  • 所有指令都占用32bit存储空间
  • 执行arm指令集时PC每次自增4

==thumb指令集==

  • 所有指令都占用16bit存储空间
  • 执行arm指令集时PC每次自增2

数据处理指令

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
@数据搬移指令
mov r1,#1   @把1搬移到r1寄存器 
mov r2,r1   	@把r2的值搬移到r1

mvn r0,#0Xff 	@取反 后搬移，将0xffffff00搬移到r0


@立即数 0-255 可以直接写入，本质就是包含在指令当中的数，属于指令的一部分
@	优点是取值的时候就可以将其读到cpu不用单独去内存读取，速度快
@	缺点是，范围有限，不能是任意的32位的数，有局限性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
@加法指令
add r1,r2,r3		@r1 = r2 + r3
add r1,r2,#5 	@r1 = r2 +5
@第一个被加数不能为数
@add格式：
@	《操作码》 《目标寄存器》 《第一操作寄存器》 《第二操作数》
adds @变化cpsr中的nvcr位用法和add相同
adc r1,r2,r3 	@add后加上cpsr中的c位（bit29）

@减法指令 和加法雷同
sub r1,r2,r3		@r1 = r2 - r3
subs	@变化cpsr中的nvcr位，用法和sub相同
sbc r1,r2,r3		@sub后减去cpsr的c位的取反的值

@逆向减法指令
 rsb r1,r2,r3		@r1 = r3 - r2

@乘法指令
mul r1,r2,r3		@r1 = r2 * r3
@乘法之旅只能两个寄存器相乘

@按位与指令
and r1,r2,r3		@r1 = r2 &r3


@按位或指令
orr r1,r2,r3		@r1 = r2 | r3

@按位异或指令
eor r1,r2,r3	r1 = r2 ^ r3

@左移指令 
lsl r1,r2,r3		@r1 = r2 << r3 

@右移指令
lsr r1,r2,r3		@r1 = r2 >> r3


@位清零指令
bic r1,r2,#0xf	@ 将r2的最后4位清0保存到r1

@数据运算指令的格式扩展
mov r1,r2,lsl #l	@将r2左移1位放入r1




跳转与存储器访问指令

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
内存访问指令
@写内存 
str r1,[r2] 将r1寄存器的数据存储到r2指向的内存空间  

@读内存
ldr r3,[r2] 将r2指向的内存空间的数据读取到r3寄存器

@往内存存储一个字节
strb r1,[r2]
@往内存中写两个字节
strh r1，[r2]

寻址：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
寄存器寻址：直接从寄存器拿值
@add r1,r2,r3
寄存器移位寻址

@mov r1,r2,lsl #1 @先从r2找到要移位的数，再从机器码找到移动位数，再mov

@寄存器间接寻址
str r1，r[2]

@。。。

@基址加变址寻址
mov r1,0xffffffff
mov r2,#0x40000000
mov r3,#4
str r1,[r2,r3]		@将r1寄存器中的数据写入到r2 + r3 指向的内存空间

str r1,[r2,r3,lsl #1] 	@将r1寄存器的值写到r2 + r3   << 1

@基址加变址索引方式，前索引
mov r1,0xffffffff
mov r2,#0x40000000
str r1,[r2,#8]	 	@ 将r1寄存器的值写到r2 + 8
 
 @基址加变址索引方式，后索引
mov r1,0xffffffff
mov r2,#0x40000000
str r1,[r2]，#8	 	@ 将r1寄存器的值写到r2 ，并将r2加8
  

@基址加变址索引方式，自动索引
mov r1,0xffffffff
mov r2,#0x40000000
str r1,[r2，#8]!	 	@ 将r1寄存器的值写到r2 + 8，并将r2加8

多寄存器寻址：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
多寄存器地址访问指令
mov  r1,#1
mov r2,#2
mov r3,#3
mov r4,#4
mov r11,#0x40000020
stm r11,{r1-r4}		@将r1-r4寄存器的数据存储到内存以r11为起始地址的内存中

ldm r11,{r6-r9} 	@将内存中以r11为起始地址的数据读取到r6 -r9的寄存器

@当寄存器不连续时，使用逗号分隔
stm r11{r1,r2,r4}

@自动索引照样适用与多寄存器
stm r11!,{r1-r4}		@r11自动更新为存取后的下一块地址

stma 	r11!,{r1-r4}	@stm默认后缀
stmb	 r11!,{r1-r4}  @从r11+4（一个寄存器的长度）开始存储
stmda	 r11!,{r1-r4}  @往r11地址往低地址开始存储，并且将r11减去16字节（指向下一个存储单元）
stmdb	 r11!,{r1-r4} 	@在r1的基础上减4个字节开始往低地址存 


stmia	 r11!,{r1-r4}  	@往r11地址往高地址开始存储，并i且将r11加上16字节（指向下一个存储单元）
stmib	 r11!,{r1-r4} 	@在r11的基础上加4个字节开始往低地址存

栈的分类

后缀：

ea ：空增

ed ： 空减

fa ： 满增

fd ： 满减

增栈：压栈时栈指针越来越大，出栈时栈指针越来越小

减栈：压栈时栈指针越来越小，出栈时栈指针越来越大

满栈：栈指针指向最后一次压入栈中的位置，压栈时需要先移动栈指针到相邻的位置再压栈

空栈：栈指针指向最后一次压入到栈中的数据的相邻位，压栈时可以直接压栈，之后需要将栈指针移动到相邻位置

1
2
3
4
5
6
7
8
状态寄存器传送指令 ：
读cpsr：
mrs r1,cpsr			@把cpsr的值读到r1中
msr cpsr，#0x1		@把1写到cpsr中

@在user模式不能修改cpsr ，非特权模式

 swi #1		@软中断触发指令，后面的参数用来区分不同的系统调用

伪指令

1
2
3
4
5
6
伪指令：
nop 					@空指令
ldr r1,[r2]			@把r2中的值加载进r1
ldr r1, =0x12345678 	@将0x12345678放入r1
ldr r1, = stop		@将stop标签的地址写入r1
lsr r1，stop			@将stop地址中的内容给r1
赏

谢谢你请我吃糖果

支付宝
微信
置顶

扫一扫，分享到微信

微信分享二维码
总访问量:

tag:

    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

      jsonContent:
    meta: false
    pages: false
    posts:
      title: true
      date: true
      path: true
      text: false
      raw: false
      content: false
      slug: false
      updated: false
      comments: false
      link: false
      permalink: false
      excerpt: false
      categories: false
      tags: true

争取<br><br>早日成为大牛<br>