ARM的CP15协处理器的寄存器
ARM的CP15协处理器的寄存器
访问CP15寄存器的指令
访问CP15寄存器指令的编码格式及语法说明如下：
1）主标识符寄存器
访问主标识符寄存器的指令格式如下所示：
mrc p15, 0, r0, c0, c0, 0 ；将主标识符寄存器C0,0的值读到r0中ARM不同版本体系处理器中主标识符寄存器的编码格式说明如下。
ARM7之后处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：
ARM7处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：
ARM7之前处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：
控制字段位[23：12]和控制字段位[11：0]的编码格式相同，含义如下所示：
cache容量字段bits[8: 6]的含义如下所示：
cache相联特性字段bits[5: 3]的含义如下所示：
cache块大小字段bits[1: 0]的含义如下所示：
?CP15的寄存器C1
访问主标识符寄存器的指令格式如下所示：
mrc p15, 0, r0, c1, c0{, 0} ；将CP15的寄存器C1的值读到r0中mcr p15, 0, r0, c1, c0{, 0} ；将r0的值写到CP15的寄存器C1中CP15中的寄存器C1的编码格式及含义说明如下：
?CP15的寄存器C2
CP15中的寄存器C2保存的是页表的基地址，即一级映射描述符表的基地址。其编码格如下所示：
mcr p15, 0,
?CP15中的寄存器C8
CP15的C8寄存器用来控制清除TLB的内容，是只写寄存器，读操作将产生不可预知的后果。
访问CP15的C8寄存器的指令格式如下所示：
mcr p15, 0,
?CP15中的寄存器C9
CP15的C9寄存器用于控制cache内容锁定。
访问CP15的C9寄存器的指令格式如下所示：
mcr p15, 0,
mrc p15, 0,
如果系统中包含独立的指令cache和数据cache，那么对应于数据cache和指令cache分别有一个独立的c ache内容锁定寄存器，
CP15的C9寄存器有A、B两种编码格式。编码格式A如下所示：
?CP15的寄存器C10
CP15的C10寄存器用于控制TLB内容锁定。
访问CP15的C10寄存器的指令格式如下所示：
mcr p15, 0,
mrc p15, 0,
如果系统中包含独立的指令TLB和数据TLB，那么对应于数据TLB和指令TLB分别有一个独立的TLB内容锁定寄存器，
C10寄存器的编码格式如下：
其中，PID表示当前进程的所在的进程空间块的编号，即当前进程的进程标识符，取值为0~127。
0：MVA（变换后的虚拟地址）= VA（虚拟地址），禁止FCSE（快速上下文切换技术），系统复位后PID=0；非0：使能FCSE。
嵌入式-ARM寄存器基本概念.
嵌入式-ARM寄存器基本概念 嵌入式-ARM寄存器基本概念 类别：嵌入式系统 无论是学习哪一种处理器，首先需要明确的就是这种处理器的寄 存器以及工作模式。ARM有37个寄存器，其中31个通用寄存器，6个状 态寄存器。这里尤其要注意区别的是ARM自身寄存器和它的一些外设的寄存器的区别。ARM自身是统一架构的，也就意味着37个寄存器无论在哪 个公司的芯片里面都会出现。但是各家公司会对ARM进行外设的扩展，所以就 出现了好多外设寄存器，一定要与这37个寄存器区别开来！！！1、备份寄存器（R8-R14）对于R8-R12来说，除在快速中断模式下，每个模式对 应相同物理寄存器，所以在FIQ模式下可不必保护和恢复中断现场。对于R13-R14来说，每个寄存器对应6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式 和系统模式共用的。寄存器R13常用做栈指针SP，除用户和系统模式 外，其他模式在使用时的名字构成为R13_
cp15协处理器指令详解
ARM处理器中CP15协处理器的寄存器 注意： You can only access CP15 registers with MRC and MCR instructions in a privileged mode （只能在特权模式下，对cp15进行MRC,MCR操作）。 1.访问CP15寄存器的指令 访问CP15寄存器指令的编码格式及语法说明如下： 31 28 27 24 23 21 20 19 16 15 12 11 8 7 5 4 3 0 cond 1 1 1 0 opcode_1 L Cr n Rd 1 1 1 1 opcode_2 1 Cr m 说明： Opcode_1 ：协处理器行为操作码，对于CP15来说，永远为0b000，否则结果未知。 Rd：处理器核心的寄存器名称，不能是r15/pc，否则，结果未知。 Crn：作为目标寄存器的协处理器寄存器名称，编号为C0~C15。 Crm：协处理器中附加的目标寄存器或源操作数寄存器，如果不需要设置附加信息，将Crm设置为c0，否则结果未知。 Opcode_2 ：提供附加信息，比如寄存器的版本号或者访问类型，用于区分同一个编号的不同物理寄存器，可以省略或者将其设置为0，否则结果未知。 指令语法格式说明： mcr ：将ARM处理器的寄存器中的数据写到CP15中的寄存器中 mcr{
微机原理课后习题答案第二章微处理器和指令系统习题答案
2.9如果GDT寄存器值为0013000000FFH，装人LDTR的选择符为0040H，试问装人描述符高速缓存的LDT描述符的起始地址是多少? 解:GDT寄存器的高32位和低16位分别为GDT的基址和段限，所以:GDT的基址=00130000H LDTR选择符的高13位D15~D3=000000001000B是该LDT描述符在GDT中的序号，所以: LDT描述符的起始地址= GDT的基址 十LDT描述符相对于GDT基址的偏移值 =00130000H+8×8=00130040H 2.10假定80486工作在实模式下，(DS)=1000H, (SS)=2000H, ( SI ) = El07FH, ( BX )=0040H, (BP) = 0016H，变量TABLE的偏移地址为0100H。请间下列指令的源操作数字段是什么寻址方式?它的有效地址(EA)和物理地址(PA)分别是多少? (1)MOV AX，[1234H ] (2) MOV AX, TABLE (3) MOV AX，[BX+100H] (4) MOV AX,TABLE[BPI[SI] 解:(1)直接寻址，EA=1234H , PA =(DS)×16+EA=11234H。 (2)直接寻址，EA= O100H,PA= (DS)×16+EA=10100H。 （3）基址寻址，EA=（ EBX)+100H =0140H,PA= (DS) × 16+EA=10140H。 （4)带位移的荃址加变址寻址。（EA）= (BP)+[SI]十TABLE的偏移地址=0195H PA=(SS)×16+EA=20195H} 2.11下列指令的源操作数字段是什么寻址方式? (1)MOV EAX ， EBX (2)MOV EAX，[ ECX] [EBX ] （3) MOV EAX，[ESI][EDX * 2] （4）MOV EAx，[ ESI*8] 解:（1）寄存器寻址。 （2）基址加变址寻址。 (3)基址加比例变址寻址。 (4)比例变址寻址。 2.12分别指出下列指令中源操作和目的操作数的寻址方式。 式表示出EA和PA。 (1)MOV SI,2100H （2）MOV CX, DISP[BX] （3) MOV [SI] ,AX （4）ADC AX，[BX][SI] （5）AND AX，DX （6) MOV AX，[BX+10H] (7) MOV AX,ES:[BX] (8) MOV Ax, [BX+SI+20H] (9) MOV [BP ].CX (10) PUSH DS 解:(1) 源操作数是立即数寻址;目的操作数是寄存器寻址。 （2）源操作数是基址寻址，EA=（BX）+DISP，PA=（DS）×16+（BX）+DISP 目的操作数是寄存器寻址。 （3)源操作数是寄存器寻址; 目的操作数是寄存器间接寻址，EA=（SI).PA=（DS) × 16十(SI)。 （4）操作数是基址加变址寻址，EA= （BX）+（SI).PA= （DS) × 16十（BX）+(SI) 目的操作数是寄存器寻址。 （5)源操作数和目的操作数均为寄存器寻址。 （6）源操作数是基址寻址，EA=（BX）+10H.PA= （DS) × 16十(BX)+10H 目的操作数是寄存器寻址。 （7）源操作数是寄存器间接寻.EA= （Bx).PA= （ES) × 16+（BX）
ARM体系的7种工作模式
ARM体系的7种工作模式 一、ARM体系的CPU有以下7种工作模式： 1、用户模式（usr）：正常的程序执行状态 2、快速中断模式（fiq）： 3、中断模式（irq）： 4、管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式 5、系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务 6、数据访问终止模式（abt）：数据或指令预取终止时进入该模式 7、未定义指令终止模式（und）：未定义的指令执行时进入该模式 注解： 可以通过软件来进行模式切换，或者发生各类中断、异常时CPU自动进入相应的模式；除用户模式外，其余6种工作模式都属于特权模式； 特权模式中除了系统模式以外的其余5种模式称为异常模式； 大多数程序运行于用户模式； 进入特权模式是为了处理中断、异常、或者访问被保护的系统资源； 二、ARM体系的CPU有两种工作状态 1、ARM 2、THumb CPU上电处于ARM状态 三、寄存器 ARM有31个通用的32位寄存器，6个程序状态寄存器，共分为7组，有些寄存器是所有工作模式共用的，还有一些寄存器专属于每一种工作模式； R13——栈指针寄存器，用于保存堆栈指针； R14——程序连接寄存器，当执行BL子程序调用指令时，R14中得到R15的备份，而当发生中断或异常时，R14保存R15的返回值；
R15——程序计数器； 快速中断模式有7个备份寄存器R8—R14，这使得进入快速中断模式执行很大部分程序时，甚至不需要保存任何寄存器； 其它特权模式都含有两个独立的寄存器副本R13、R14，这样可以令每个模式都拥有自己的堆栈指针和连接寄存器； 四、当前程序状态寄存器（CPSR） CPSR中各位意义如下： T位：1——CPU处于Thumb状态，0——CPU处于ARM状态； I、F（中断禁止位）：1——禁止中断，0——中断使能； 工作模式位：可以改变这些位，进行模式切换； 五、程序状态保存寄存器（SPSR） 当切换进入某一个特权模式时，SPSR保存前一个工作模式的CPSR值，这样，当返回前一个工作模式时，可以将SPSR的值恢复到CPSR中； 六、模式切换
协处理器控制位详解cp15.
在基于ARM的嵌入式应用系统中，存储系统通常是通过系统控制协处理器CP15完成的。CP15包含16个32位的寄存器，其编号为0~15。 访问CP15寄存器的指令 MCR ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传送 MRC 协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传送 MCR指令和MRC指令只能在处理器模式为系统模式时执行，在用户模式下执行MCR 指令和MRC指令将会触发未定义指令的异常中断。 MCR指令 MCR指令将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器寄存器中。如果协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义的指令异常中断。 指令语法格式 MCR{
《ARM嵌入式系统结构与编程》习题答案
1章绪论 1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：见教材1.1节。 2.嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。答：见教材1.1节。 3.当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。 答：见教材1.2.1节的嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核UC /OS-I 。 4.举例说明嵌入式设备在工控设备中的应用。答：见教材1.3节的“工业控制领域”。 5.未来嵌入式技术的发展趋势有哪些？答：见教材1.4节的嵌入式技术的发展趋势。 2章ARM技术与ARM体系结构 1．简述ARM处理器内核调试结构原理。答：对教材1.2节的图2-1进行描述。 2.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。答：参考教材 2.1．2 ARM核版本命名规则说明。3．ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。 ARM处理器共有7种工作模式： 用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优(fast)中断产生时将会进入这种模式。 IRQ模式：也称为普通中断模式，:当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式。在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。通常的中断处理都在IRQ 模式下进行。 SVC模式：称之为管理模式，它是一种操作系统保护模式。当复位或软中断指令执行时处理器将进入这种模式。 中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储或存储保护。 未定义指令异常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，因为未定义指令多发生在对协处理器的操作上。 系统模式：使用和User模式相同寄存器组的特权模式，用来运行特权级的操作系统任务。 在这7种工作模式中，除了用户模式以外，其他6种处理器模式可以称为特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换。在这6种特权模式中，除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式 4．分析程序状态寄存器（PSR）各位的功能描述，并说明C、Z、N、V在什么情况下进行置位和清零。PSR的具体格式为 V—溢出标志位 对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制补码表示的带符号数时，V＝1表示符号位溢出，其他的指令通常不影响V位。 例如：两个正数（最高位为0）相加，运算结果为一个负数（最高位为1），则符号位溢出，相应V=1。
关于ARM中的名词常用解释
关于ARM中的名词常用解释 1.ARM中一些常见英文缩写解释 MSB：最高有效位； LSB：最低有效位； AHB：先进的高性能总线； VPB：连接片内外设功能的VLSI外设总线； EMC：外部存储器控制器； MAM：存储器加速模块； VIC：向量中断控制器； SPI：全双工串行接口； CAN：控制器局域网，一种串行通讯协议； PWM：脉宽调制器； ETM：嵌入式跟踪宏； CPSR：当前程序状态寄存器； SPSR：程序保护状态寄存器； 2.MAM 使用注意事项： 当改变MAM 定时值时，必须先通过向MAMCR 写入0 来关闭MAM，然后将新值写入MAM ti M。最后，将需要的操作模式的对应值写入MAMCR，再次打开MAM。 对于低于20MHz 的系统时钟，MAMTIM 设定为001。对于20MHz 到40MHz 之间的系统时钟，建议将Flash访问时间设定为2cclk，而在高于40MHz 的系统时钟下，建议使用3cclk。
3.VIC 使用注意事项 如果在片内RAM当中运行代码并且应用程序需要调用中断，那么必须将中断向量重新映射到Flash地址0x0。这样做是因为所有的异常向量都位于地址0x0及以上。通过将寄存器MEMMAP（位于系统控制模块当中）配置为用户RAM模式来实现这一点。用户代码被连接以便使中断向量表装载到0x4000 0000。 4. ARM启动代码设计 ARM启动代码直接面对处理器内核和硬件控制器进行编程，一般使用汇编语言。启动代码一般包括： 中断向量表 初始化存储器系统 初始化堆栈初始化有特殊要求的端口、设备 初始化用户程序执行环境 改变处理器模式 呼叫主应用程序 5.IRQ 和FIQ 之间的区别 IRQ和FIQ是ARM处理器的两种编程模式。IRQ是指中断模式，FIR是指快速中断模式。对于FIQ 你必须尽快处理你的事情并离开这个模式。IRQ 可以被FIQ 所中断，但IRQ 不能中断FIQ。为了使FIQ 更快，所以这种模式有更多的影子寄存器。FIQ 不能调用SWI（软件中断）。FIQ 还必须禁用中断。如果一个FIQ 例程必须重新启用中断，则它太慢了，并应该是IRQ 而不是FIQ。
ARM技术中英文缩写解说
ARM技术中英文缩写解说 中一些常见英文缩写解释 MSB：最高有效位； LSB：最低有效位； AHB：先进的高性能总线； VPB：连接片内外设功能的VLSI外设总线； EMC：外部存储器控制器； MAM：存储器加速模块； VIC：向量中断控制器； SPI：全双工串行接口； CAN：控制器局域网，一种串行通讯协议； PWM：脉宽调制器； ETM：嵌入式跟踪宏； CPSR：当前程序状态寄存器； SPSR：程序保护状态寄存器； 使用注意事项： 答：当改变 MAM 定时值时，必须先通过向 MAMCR 写入 0 来关闭 MAM，然后将新值写入 MAMTIM。最后，将需要的操作模式的对应值写入MAMCR，再次打开MAM。 对于低于 20MHz 的系统时钟，MAMTIM 设定为 001。对于 20MHz 到 40MHz 之间的系统时钟，建议将Flash 访问时间设定为2cclk，而在高于40MHz的系统时钟下，建议使用3cclk。 使用注意事项 答：如果在片内RAM当中运行代码并且应用程序需要调用中断，那么必须将中断向量重新映射到Flash地址0x0。这样做是因为所有的异常向量都位于地址0x0及以上。通过将寄存器MEMMAP（位于系统控制模块当中）配置为用户RAM模式来实现这一点。用户代码被连接以便使中断向量表装载到0x4000 0000。 4. ARM启动代码设计 答：ARM启动代码直接面对处理器内核和硬件控制器进行编程，一般使用汇编语言。启动代码一般包括：中断向量表 初始化存储器系统 初始化堆栈初始化有特殊要求的端口、设备 初始化用户程序执行环境 改变处理器模式 呼叫主应用程序 和 FIQ 之间的区别 答：IRQ和FIQ是ARM处理器的两种编程模式。IRQ是指中断模式，FIR是指快速中断模式。对于 FIQ 你必须尽快处理你的事情并离开这个模式。IRQ 可以被 FIQ 所中断，但 IRQ 不能中断 FIQ。为了使 FIQ 更快，所以这种模式有更多的影子寄存器。FIQ 不能调用 SWI（软件中断）。FIQ 还必须禁用中断。如果一个 FIQ 例程必须重新启用中断，则它太慢了，并应该是 IRQ 而不是 FIQ。
ARM_协处理器-CP15
ARM920T的CP15协处理器 ARM920T的MMU和Cache都集成在CP15协处理器中，MMU和Cache的联系非常密切，本节首先从总体上介绍MMU、Cache和CPU核是如何协同工作的，后面两节分别讲解MMU和Cache的细节。三星公司的S3C2410是一种很常见的采用ARM920T的芯片，涉及到具体的芯片时我们以S3C2410为例。 以下是CP15协处理器的寄存器列表（摘自[S3C2410用户手册]），和CPU核的r0到r15寄存器一样，协处理器寄存器也是用0到15来编号，在指令中用4个bit来表示寄存器编号，有些协处理器寄存器有影子寄存器，这种情况下对同一个编号的寄存器使用不同的选项读或者写实际上访问的是不同的寄存器，后文用到某个寄存器时会详细说明它的功能。 表1. CP15协处理器的寄存器列表 对CP15协处理器的操作使用mcr和mrc两条协处理器指令，这两条指令的记法是从后往前看：mcr是把r（CPU核寄存器）中的数据传送到c（协处理器寄存器）中，mrc则是把c（协处理器寄存器）中的数据传送到r（CPU核寄存器）中。对CP15协处理器的所有操作都是通过CPU核寄存器和CP15寄存器之间交换数据来完成的。下图是协处理器的指令格式（摘自[S3C2410用户手册]）。
图8. 协处理器指令格式 和其它ARM指令一样，Cond是条件码，bit 20是L位，表示该指令是读还是写，如果L=1就表示Load，从外面读到CPU核中，也就是mrc指令，如果L=0就表示Store，也就是mcr指令。[11:8]这四个位是协处理器编号，CP15的编号是15，因此是4个1。CRn是CP15寄存器编号，Rd是CPU核寄存器编号，各占4个位。对于CP15协处理器，规定opcode1应该为0，opcode2和CRm是指令的选项，具体含义取决于不同的寄存器。 虽然这里介绍了协处理器的寄存器编号和相关指令，但读者只需了解对协处理器是这样进行操作的就可以了，我们的重点是讲解MMU和Cache的基本概念，具体各种操作的指令该怎么写可以参考[S3C2410用户手册]。 MMU是如何把VA映射成PA的呢？从图4 “进程地址空间是独立的”来看，好像是有一张VA转PA的表，给一个VA查表就可以查到PA，实际上并不是这么简单，通常要有一个多级的查表过程，对于ARM体系结构是两级查表，对于一些64位体系结构则需要更多级。看下面的图示。 图9. Translation Table Walk 首先将32位的VA[3]分成三段，前两段[31:20]和[19:12]作为两次查表的索引，第三段[11:0]作为页内的偏移。查表的步骤如下： 1 CP15协处理器的TTB寄存器（看看表1 “CP15协处理器的寄存器列表”中这是第几个寄存器？）中保存着第一级页表（Translation Table）的基地址，这个基地址指的是PA，也就是说页表是直接按这个地址存在物理内存中的。 2 以TTB中的内容为基地址，以VA[31:20]为索引在表中查出一项（想一下这个表中一共有多少项？），这个表项中保存着第二级页表（Coarse Page Table）的基地址，同样是物理地址，也就是说第二级页表也是直接按这个地址存在物理内存中的。
《ARM嵌入式系统结构与编程》第二章课后答案
第2章ARM技术与ARM体系结构 1.简述ARM处理器内核调试结构原理 答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），它是ARM 公司自己推出的调试工具。ARM处理器都支持基于JTAG（Joint Test Action Group 联合测试行动小组）的调试方法。它利用芯片内部的Embedded ICE来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。当CPU处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。 ETM解决了上述问题，能够在CPU运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并数据送往TAP（Test Access Port）控制器。上图中分为三条扫描链（图中的粗实线），分别用来监视ARM核，ETM，嵌入式ICE的状态。 1.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。 答：ARM7 T D M I – S 中 ARM是Advanced RISC Machines的缩写 7是系列号； T：支持高密度16位的Thumb指令集； D：支持JTAG片上调试； M：支持用于长乘法操作（64位结果）ARM指令，包含快速乘法器；； I：带有嵌入式追踪宏单元ETM，用来设置断点和观察点的调试硬件； S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以编译成一种易于EDA工具使用的形式。 2.ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处 理器在什么情况下进入相应的模式。 答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。 ?1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下 执行。在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器不会自动切换工作模式 ?2．FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先
ARM寄存器详解
ARM 处理器有二十七个寄存器，其中一些是在一定条件下使用的，所以一次只能使用十六 个。 R0~R7：是通用寄存器并可以用做任何目的。 R8~R12：是通用寄存器，但是在切换到FIQ模式的时候，使用它们的影子(shadow)寄存器。 R13：被称为栈指针寄存器，常用来保存栈指针。 R14：链接寄存器，常用来保存函数返回地址 R15：是程序指针PC CPSR：（Current Program Status Register）当前程序状态寄存器，CPSR 寄存期保存当前程序运行的状态。 0 0 0 0 0 User26 模式 0 0 0 0 1 FIQ26 模式 0 0 0 1 0 IRQ26 模式 0 0 0 1 1 SVC26 模式 1 0 0 0 0 User 模式 1 0 0 0 1 FIQ 模式 1 0 0 1 0 IRQ 模式 1 0 0 1 1 SVC 模式 1 0 1 1 1 ABT 模式 1 1 0 1 1 UND 模式
ARM寻址方式 1．立即数寻址 ARM 指令的立即数寻址是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。这个操作数被称为立即数。ADD R0，R0，＃1 ；R0←R0 + 1 ADD R0，R0，＃0x3A ；R0←R0 + 0x3A 在以上 2 条指令中，第2个源操作数即为立即数，实际使用时以“＃”符
号为前缀。 2．寄存器寻址 寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类微处理器经常采 用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。如以下的指令。 ADD R0，R1，R2 ；R0←R1 + R2 该指令的执行效果是将寄存器R1和R2的内容相加，其结果存放在寄存器R0中。 3．寄存器间接寻址 寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器 中。例如以下指令。 ADD R0，R1，[R2] ；R0←R1 + [R2] LDR R0，[R1] ；R0←[R1] 在第1 条指令中，以寄存器R2 的内容作为操作数的地址，然后与R1相加，其结果存入 寄存器R0中。 第2条指令将以 R1 的值为地址的存储器中的内容送到寄存器R0中。 4．基址变址寻址 基址变址的寻址方式就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给 出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。如下面的几条指令所示。 LDR R0，[R1，＃0x0A] ；R0←[R1 + 0x0A] LDR R0，[R1，＃0x0A]！；R0←[R1 + 0x0A]、R1←R1 + 0x0A 在第1条指令中，将寄存器R1 的内容加上0x3A 形成操作数的有效地址，将该地址处的 操作数送到寄存器R0中。 在第2条指令中，将寄存器R1的内容加上0x0A形成操作数的有效地址，从而取得操作数存入寄存器R0中，然后，R1的内容自增0x0A个字节。 5．多寄存器寻址 采用多寄存器寻址方式，一条指令可以完成多个寄存器值的传送。这种寻址方式可以用 一条指令完成传送最多 16 个通用寄存器的值。比如下面的指令。LDMIA R0，{R1，R2，R3，R4} ；R1←[R0] ；R2←[R0 + 4]
MMU详解
1-3、ARM开发步步深入之MMU初窥 实验目的：启用MMU，映射SDRAM的地址空间，操作虚拟地址实现“点灯大法”，借此掌握MMU的使用。 实验环境及说明：恒颐S3C2410开发板H2410。H2410核心板扩展有64MB的K4S561632 SDRAM(4M*16bit*4BANK)，地址范围是0x30000000~0x33FFFFFF。GPIO端口的地址范围是 0x56000000~0X560000B0。 实验思路：开发板上电启动后，自动将NandFlash开始的4K数据复制到SRAM中，然后跳转到0地址开始执行，然后初始化存储控制器SDRAM，把2K后的代码从SRAM中复制到SDRAM中(存放在0x30004000，前16KB用来存放页表)、设置页表、启动MMU 实现虚拟地址映射GPIO寄存器和SDRAM，最后跳转到SDRAM中(地址0xB0004000)运行。重新设置栈指针，跳到点灯代码的入口点实现点灯操作。 知识掌握：MMU地址转换、内存访问权限检查、TLB及Cache的使用 一、MMU地址转换： 1.首先弄清除为什么要使用MMU纳？MMU即内存管理单元，直白一点的讲，就像食堂的餐具，所有的学生一起吃饭时不够用，但食堂又不想再出资购买新的餐具(原因很明显：一方面要成本，另一方面
又占地方。这就像增加内存一样)，那么有没有解决办法？根据以往经验得知不可能全学校的学习一起都到食堂吃饭，于是食堂就找几个人负责餐具的管理(相当于MMU)，他们一方面发放餐具，保证来的同学有餐具可用，另一方面又回收用完的餐具(这就相当于虚拟地址到物理地址之间建立了一个映射一样，内存还是那么多，但从任意单个程序角度都好像用不完一样)。当然如果有同学一个人拿好几套餐具肯定不允许的(这就相当于内存的权限检查)。MMU在地址转换过程中涉及到三种地址：(VA---Virtual Address，虚拟地址)---这个就相当于餐具存放的地方(大家都可以领到餐具)。CPU核心看到和用到的只是虚拟地址VA，至于VA如果去对应物理地址PA，CPU 核心不理会，大家也不会去关心总共有多少餐具吧； (MVA---Modified Virtual Address，变换后的虚拟地址)---这个相当于放假的时候，人很少，只发餐具好了，用过的就不先回收了，节省人员了。Caches和MMU看不到VA，他们利用MVA转换得到PA，放假了回收餐具的人也不需要一直寻找用完的餐具； (PA---Physical Address,物理地址)---实际的餐具量，就那些。实际设备看不到VA、MVA，读写它们使用的是物理地址PA，同学们就餐一般会领到餐具。 2.虚拟地址到物理地址的转换过程。ARM使用页表来进行转换， S3C2410最多会用到两级页表，以段(Section，1M)的方式进行转换时只用到一级页表，以页(Page)的方式进行转换时用到两级页表。页的大小有3种：大页(64KB)、小页(4KB)和极小页(1KB)。本文
ARM七种运行模式
s3c2440中断体系结构： 如何用中断？ 1.中断发生：保存别人的状态 如何中断可以事先设置，对程序初始化，使能中断。 中断发生后，进入中断模式 2.中断处理 分辨中断源 进行不同的处理 清理工作 3.恢复别人的状态 过程：外界信号上升沿、下降沿，高电平、低电平都可以设置成信号引脚设置，再进入状态寄存器。 状态寄存器连接屏蔽寄存器 进入第二个状态寄存器，储存各种中断，可以储存多个中断 进入优先级寄存器，判断中断运行顺序 再进入屏蔽使能寄存器和模式寄存器 进入优先级寄存器 进入cpu处理 cpu的处理：进入入口地址 b handleIRQ 计算返回地址，被中断处地址 保存现场，即各寄存器状态 调用处理函数 函数运行完后恢复现场 函数的处理：分辨终端 处理中断 清除数据，即清除中断 1.中断寄存器 arm的七种模式 https://www.wendangku.net/doc/825246994.html,r 用户模式r0-r15 2.fiq 快中断模式r0-r7 专用寄存器r8-r15， 3.svc 管理模式 专用寄存器r13-r14， 4.abt 数据访问终止模式 5.sys 系统模式 6.und 未定义指令终止模式 7.irq 中断模式 几种模式的区别：
嵌入式的中断： a.不同的寄存器 b.不同的权限 c.触发条件不一样 何时使用几种模式： usr 用户模式：arm处理器正常的程序执行状态 fiq 快中断模式：高速数据传输和通道处理 svc 管理模式：操作系统使用的保护模式 abt 数据访问终止模式：数据或者指令终止时进入，用于虚拟存储或者存储保护 sys 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 und 未定义指令终止模式：未定义的指令执行时进入该模式，用于支持硬件处理器的软件仿真. irq 中断模式：用于通用的中断处理 后六种是特权模式，用于处理中断、异常和特殊权限处理 用户模式是最常见的模式 2.中断中的异常 中断是一种异常。 当发生中断时，cpu进入中断模式 cpu进入异常入口，异常入口是硬件规定的一个地址 运行模式 ARM920T 支持7 种运行模式： ●用户（usr））：正常ARM 程序执行状态 ●快中断（fiq））：为支持数据传输或通道处理设计 ●中断（irq））：用于一般用途的中断处理 ●管理（svc））：操作系统保护模式 ●中止（abt ）: 数据或指令预取中止后进入 ●系统（sys））：操作系统的特权用户模式 ●未定义（und））：执行了一个未定义指令时进入 模式的改变可由软件控制，或者由外部中断或进入异常引起。大部分应用程序都将在用户模式执行。 被称为特权模式的非用户模式，都将进入到中断服务或异常中去，或者访问受保护的资源。内部寄存器 ARM920T 总共有37 个寄存器，其中31 通用32 位寄存器和6 个状态寄存器，但不能在同一时刻对所有的寄存器可见。处理器状态和运行模式决定了哪些寄存器对程序员可见。 ARM状态时内部寄存器集在ARM 状态，16 个通用寄存器和一个状态寄存器在任意时刻都可见。 在特权（非用户）模式下，将切换到指定模式的分组（banked）寄存器。图2-3 显示了哪些寄存器在各模式下是可见的：
ARM常用概念及基本功能使用说明
论坛推荐：新手必看，关于ARM的22个常用概念2014-04-22 电子发烧友网新手必看，关于ARM的22个常用概念！ 1.ARM中一些常见英文缩写解释MSB：最高有效位；LSB：最低有效位；AHB：先进的高性能总线；VPB：连接片内外设功能的VLSI外设总线；EMC：外部存储器控制器；MAM：存储器加速模块；VIC：向量中断控制器；SPI：全双工串行接口；CAN：控制器局域网，一种串行通讯协议；PWM：脉宽调制器；ETM：嵌入式跟踪宏；CPSR：当前程序状态寄存器；SPSR：程序保护状态寄存器； 2.MAM 使用注意事项：答：当改变MAM 定时值时，必须先通过向MAMCR 写入0 来关闭MAM，然后将新值写入MAMTIM。最后，将需要的操作模式的对应值写入MAMCR，再次打开MAM。对于低于20MHz 的系统时钟，MAMTIM 设定为001。对于20MHz 到40MHz 之间的系统时钟，建议将Flash访问时间设定为2cclk，而在高于40MHz的系统时钟下，建议使用3cclk。 3.VIC 使用注意事项答：如果在片内RAM当中运行代码并且应用程序需要调用中断，那么必须将中断向量重新映射到Flash地址0x0。这样做是因为所有的异常向量都位于地址0x0及以上。通过将寄存器MEMMAP（位于系统控制模块当中）配置为用户RAM模式来实现这一点。用户代码被连接以便使中断向量表装载到0x4000 0000。 4.ARM启动代码设计答：ARM启动代码直接面对处理器内
核和硬件控制器进行编程，一般使用汇编语言。启动代码一般包括：中断向量表初始化存储器系统初始化堆栈初始化有特殊要求的端口、设备初始化用户程序执行环境改变处理器模式呼叫主应用程序 5.IRQ 和FIQ 之间的区别答：IRQ和FIQ是ARM处理器的两种编程模式。IRQ是指中断模式，FIR是指快速中断模式。对于FIQ 你必须尽快处理你的事情并离开这个模式。IRQ 可以被FIQ 所中断，但IRQ 不能中断FIQ。为了使FIQ 更快，所以这种模式有更多的影子寄存器。FIQ 不能调用SWI（软件中断）。FIQ 还必须禁用中断。如果一个FIQ 例程必须重新启用中断，则它太慢了，并应该是IRQ 而不是FIQ。 6.ARM处理器对异常中断的响应过程答：ARM处理器对异常中断的响应过程如下所述：保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位；设置当前程序状态寄存器CPSR中的相应位；将寄存器lr_mode设置成返回地址；将程序计数器值PC，设置成该异常中断的中断向量地址，跳转到相应异常中断处执行。 7.ARM指令与Thumb指令的区别答：在ARM体系结构中，ARM指令集中的指令是32位的指令，其执行效率很高。对于存储系统数据总线为16位的应用系统，ARM体系提供了Thumb指令集。Thumb指令集是对ARM指令集的一个子集重新编码得到的，指令长度为16位。通常在处理器执行ARM程序时，称处理器处于ARM
微处理器和指令系统
微处理器和指令系统 一、选择题 1、微型计算机中的运算器，将运算结果的一些特征标志寄存在（FR）中。 2、微处理器内部的控制器是由（ALU与寄存器）组成。 3. 8086微处理器内部能够计算出访问内存储器的20位物理地址的附加机构是(加法器)。 4. 若有两个带有符号数ABH和FFH相加，其结果使FR中CF和OF 位为（1和0）。 5. 逻辑地址是（允许在程序中编排的）地址。 6．字符串操作时目标串逻辑地址只能由（ES、DI）提供。 5. 8086微处理器中的ES是（附加段）寄存器。 6.8086处理器最小工作方式和最大工作方式的主要差别是（单处理器和多处理器的不同）。 7．8086微处理器内部通用寄存器中的指针类寄存器是（AX）。8．8086／8088微处理器引脚中（B）信号线能够反映标志寄存器中断允许标志位下的当前值。A. 7S B．5S C. 4S D. 6S 9．若进行加法运算的两个操作数为ABH和8BH，其结果使得CF和OF 为（1和l）。 10.欲使RESET有效, 只要（接通电源或按RESET键）即可。11．8086微处理器内部具有自动增1功能的寄存器是（IP）。12．最大方式下8086系统送8288总线控制器的状态信号为（ A ）。
A. 2S 、1S 、0S B. R /DT C ．0SS D. DEN 13．8086／8088微处理器状态信号共有（ 5）条。 14．编程人员不能直接读写的寄存器是(IP )。 15. 16位带有符号数的补码数据范围为（ ＋32767～-32768）。 16．8086／8088微处理器可访问内存储器地址为（00000H ～FFFFFH ）。 17．当标志寄存器FR 中OF 位等于1时，表示带有符号的字运算超出数据（–32768～32767）范围。 18．8086/8088微处理器CLK 引脚输入时钟信号是由（8284）提供的。 19．8086微处理器引脚2S 1S 0S 处于（001）状态时，表明读I/O 端口。 20．8086/8088微处理器中的段寄存器中的CS 作为段基值，偏移量允许使用（IP ）。 21．8086微处理器以BP 内容作为偏移量，则段基值是由（SS ）寄存器提供。 22．8086／8088微处理器中的寄存器可以用做8 位或16位寄存器，如（ D ）。 A. SI B ．SP C. IP D. CX 23.在最小方式下，原8l86微处理器最大方式下2S 、1S 、0S 引脚应改为（ C ）。 A. M/IO 、DEN 、DT/R B ．DT/R 、M/IO 、DEN C. M/IO 、DT/R 、DEN D. DEN 、M/IO 、DT/R 24．访问I/O 端口可用地址线有（16）条. 25．最大方式下引脚25号和24号分别为0QS 和1QS ，若工作于最小
ARM处理器共有37个寄存器其中包括.
ARM处理器共有37个寄存器。其中包括： **31个通用寄存器，包括程序计数器（PC）在内。这些寄存器都是32位寄存器。 **6个状态寄存器。这些寄存器都是32位寄存器。 ARM处理器共有7种不同的处理器模式，每一种模式中都有一组相应的寄存器组。在任何时刻，可见的寄存器包括15个通用寄存器（R0-R14）,一个或两个状态寄存器及程序计数器（PC）。在所有的寄存器中，有些是各模式公用一个物理寄存器，有一些寄存器各模式拥有自己独立的物理寄存器。 **************************************************** 通用寄存器 ***************************************************8 通用寄存器分为以下三类：备份寄存器、未备份寄存器、程序计数器PC 未备份寄存器 未备份寄存器包括R0-R7。对于每一个未备份寄存器来说，所有处理器模式下都是使用同一个物理寄存器。未备份寄存器没有被系统用于特别的用途，任何可采用通用寄存器的场合都可以使用未备份寄存器。 备份寄存器 对于R8-R12备份寄存器来说，每个寄存器对应两个不同的物理寄存器。系统为将备份寄存器用于任何的特殊用途，但是当中断处理非常简单，仅仅使用R8-R14寄存器时，FIQ处理程序可以不必执行保存和恢复中断现场的指令，从而可以使中断处理非常迅速。 对于R13,R14备份寄存器来说，每个寄存器对应六个不同的物理寄存器，其中的一个是系统模式和用户模式共用的；另外的五个对应于其他的五种处理器模式。采用下面的记号来区分各个物理寄存器： R13_