1. 一些对比
芯片 6410 210 2440
ARM核 arm11 A8 arm9
指令结构 armv6 armv7 armv4
芯片手册(S342440)中的Product Overview可查看ARM核
ARM核手册(ARM920T)可查看指令结构
S3C2440 | S3C6410 | S5PV210 | |
处理速度 | 405-533MHZ | 533-667MHZ | 800-1024MHZ |
缓存 | 16K | 16K | 32K |
内存接口 | SDRAM | SDRAM/DDR | DDR/DDR2 |
支持的OS | Linux,Wince | Linux,Wince,安卓 | Linux,Wince,安卓 |
2. ARM工作模式(参考《ARM Architecture Reference Manual》ARM体系结构参考手册)
USER | usr | 普通应用程序运行的普通模式,Linux用户态程序运行在该模式下 |
FIQ | fiq | 快速中断模式 |
IRQ | irq | 普通中断模式 |
Superviso | svc | 保护模式,系统级运行模式,Linux内核运行于该模式下 |
Abort | abt | 异常模式,访问虚拟内存时用 |
Undefind | und | 未定义模式,执行非ARM指令时用 |
System | sys | 系统模式,ARMv4以上才有的模式 |
3. ARM寄存器
不分组的r0-r7(8个) | 分组寄存器r8-r14(23个) | 程序计数器PC(1个) |
r0-r7 | 7个工作模式(共享) | 8 个 |
r8-r12 | irq,usr,sys,svc,abt,und(共享) | 5 个 |
fiq(独享) | 5 个 | |
r13,r14 | usr,sys(共享) | 2 个 |
irq,fiq,svc,abt,und(独享) | 5 X 2 = 10 个 | |
r15 | 7个工作模式(共享) | 1 个 |
CPSR | 7个工作模式(共享) | 1 个 |
SPSR | svc,abt,und,irq,fiq(独享) | 5 X 1 = 5 个 |
r13 充当SP(stack pointer)堆栈指针
r14 充当LR链接寄存器,保存寄存器返回地址,以及中断后的返回地址
r15 程序计数器PC指针
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | ~ | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |||
N | Z | C | V | 保留 | I | F | T | M4 | M3 | M2 | M1 | M0 | |||||
N | Negative/Less Than | I | IRQ disable | ||||||||||||||
Z | Zero | F | FIQ disable | ||||||||||||||
C | Carry/Borrow/Extend | T | State bit | ||||||||||||||
V | Overflow | M0~4 | Mode bits |
3.1 条件码标志
N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变,并且可以决定某条指令是否被执行。条件码标志各位的具体含义如下表所示:
标志位 | 含 义 |
N | 当用两个补码表示的带符号数进行运算时,N=1表示运算的结果为负数;N=0表示运算的结果为正数或零 |
Z | Z=1表示运算的结果为零,Z=0表示运算的结果非零。 |
C | 可以有4种方法设置C的值: |
-加法运算(包括CMP):当运算结果产生了进位时(无符号数溢出),C=1,否则C=0。 | |
-减法运算(包括CMP):当运算时产生了借位时(无符号数溢出),C=0,否则C=1。 | |
-对于包含移位操作的非加/减运算指令,C为移出值的最后一位。 | |
-对于其它的非加/减运算指令,C的值通常不会改变。 | |
V | 可以有2种方法设置V的值: |
-对于加减法运算指令,当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时,V=1表示符号位溢出 | |
-对于其它的非加/减运算指令,V的值通常不会改变。 | |
Q | 在ARM V5及以上版本的E系列处理器中,用Q标志位指示增强的DSP运算指令是否发生了溢出。在其它版本的处理器中,Q标志位无定义 |
在ARM状态下,绝大多数的指令都是有条件执行的;在THUMB状态下,仅有分支指令是条件执行的。
3.2 控制位
CPSR的低8位(包括I、F、T和M[4:0])称为控制位,当发生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行于特权模式时,这些位也可以由程序修改。
中断禁止位I、F:置1时,禁止IRQ中断和FIQ中断。
T标志位:该位反映处理器的运行状态。当该位为1时,程序运行于THUMB状态,否则运行于ARM状态。该信号反映在外部引脚TBIT上。在程序中不得修改CPSR中的TBIT位,否则处理器工作状态不能确定。
运行模式位M[4:0]:这几位是模式位,这些位决定了处理器的运行模式。具体含义如下表所示:
保留位:CPSR中的其余位为保留位,当改变CPSR中的条件码标志位或者控制位时,保留位不要改变,在程序中也不要用保留位存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。
M[4:0] | 处理器模式 | ARM模式可访问的寄存器 | THUMB模式可访问的寄存器 |
0b10000 | 用户模式 | PC,CPSR,R0~R14 | PC,CPSR,R0~R7,LR,SP |
0b10001 | FIQ模式 | PC,CPSR,SPSR_fiq,R14_fiq~R8_fiq,R0~R7 | PC,CPSR,SPSR_fiq,LR_fiq,SP_fiq,R0~R7 |
0b10010 | IRQ模式 | PC,CPSR,SPSR_irq,R14_irq~R13_irq,R0~R12 | PC,CPSR,SPSR_irq,LR_irq,SP_irq,R0~R7 |
0b10011 | 管理模式 | PC,CPSR,SPSR_svc,R14_svc~R13_svc,R0~R12 | PC,CPSR,SPSR_svc,LR_svc,SP_svc,R0~R7 |
0b10111 | 中止模式 | PC,CPSR,SPSR_abt,R14_abt~R13_abt,R0~R12 | PC,CPSR,SPSR_abt,LR_abt,SP_abt,R0~R7 |
0b11011 | 未定义模式 | PC,CPSR,SPSR_und,R14_und~R13_und,R0~R12 | PC,CPSR,SPSR_und,LR_und,SP_und,R0~R7 |
0b11111 | 系统模式 | PC,CPSR,R0~R14 | PC,CPSR,LR,SP,R0~R74 |