目录
- 前言。
- 1、ARM架构
- 1.1、RISC
- 1.2、提出问题
- 1.3、CPU内部寄存器
- 1.4、汇编指令
- ①、读内存：Load
- ②、写内存：Store
- ③、加减
- ④、比较
- ⑤、跳转
- 1.5stm32存储器映像
- 2、变量
- 2.1、什么是变量
- 2.2、全局变量与局部变量
- 2.3、static和volatile
- ①、static关键字
- ②、volatile关键字
前言。
1、ARM架构
1.1、RISC
ARM芯片属于精简指令集计算机，它所使用的指令比较简单，有如下特点：
①、对内存只有读写操作
②、对于数据的运算是在CPU内部实现
③、使用RISC指令的CPU复杂度小一点，易于设计。
对上面的图示的乘法运算a = a * b，在RISC中要使用四条汇编指令：
①、读内存a
②、读内存b
③、计算a*b
④、将结果写入内存
1.2、提出问题
在CPU内部，用什么来保存a、b、a*b?
1.3、CPU内部寄存器
无论是cortex-M3/M4,还是cortex-A7,CPU内部都有R0、R1、…、R15寄存器；它们都可以用来“暂存”数据。
通用寄存器（R0-R12）：用于调用指令进行数据操作。
对于R13、R14、R15，还另有用途：
R13：别名SP (Stack Pointer),栈寄存器，用于实现堆栈指针操作，实现数据的先进后出。
R14：别名LR(Link Register),连接寄存器，用来在调用子程序时保存返回地址。
R15：别名PC(Program Counter),程序计数寄存器，用于存下一条执行的指令的地址。
1.4、汇编指令
①、读内存：Load
LDR R0,[R1,#4];读地址“R1+4”，得到的4字节数据存入R0
②、写内存：Store
STR R0,[R1,#4];把R0的4字节数据写入地址“R1+4”
③、加减
ADD R0,R1,R2 ; R0=R1+R2;
ADD R0,#1 ;R0=R0+1;
SUB R0,R1,R2 ;R0=R1-R2;
SUB R0,R0,#1;R0=R0-1
④、比较
CMP R0,R1;结果保存到PSR(程序状态寄存器)
⑤、跳转
B main ;Branch,直接跳转。
BL main;Branch and Link,先把返回地址保存在LR寄存器里再跳转。
1.5stm32存储器映像
类型 | 起始地址 | 存储器 | 用途 |
ROM | 0x0800 0000 | 程序存储器Flash | 存储C语言编译后的程序代码 |
0x1FFF F000 | 系统存储器 | 存储BootLoader，用于串口下载 | |
0x1FFF F800 | 选项字节 | 存储一些独立于程序代码的配置参数 | |
RAM | 0x2000 0000 | 运行内存SRAM | 存储运行过程中的临时变量 |
0x4000 0000 | 外设寄存器 | 存储各个外设的配置参数 | |
0xE000 0000 | 内核外设寄存器 | 存储内核各个外设的配置参数 |
2、变量
2.1、什么是变量
变量能读能写，故保存在内存中。因为内存具有较大的存储容量和较高的读写速度，可以方便的存储和读写程序中的数据，相比之下，寄存器容量较小，且个数有限，仅能存储少量数据。所以，程序中的变量通常会先储存在内存中，然后被操作时暂存到寄存器中进行，以提高程序的运行效率.
而Flash中存储的是程序代码和常量数据，不适合存储变量数据，Flash虽然可读可写，但对其进行写操作十分复杂。
2.2、全局变量与局部变量
全局变量：在函数外部定义的变量称为全局变量，它的作用域是从定义它的位置开始，到文件结束为止。全局变量可以被整个程序访问，因此它的生命周期也很长，直到程序结束才会被销毁。全局变量的值可以在程序的任何地方修改，因此需要谨慎使用，避免造成不必要的错误。
局部变量：在函数内部定义的变量称为局部变量，它的作用域仅限于定义它的函数内部。每次函数被调用时，局部变量都会被重新初始化，函数执行完毕后，局部变量的值就会被销毁。局部变量的作用域只在函数内部，因此可以避免变量名冲突和不必要的全局变量。
2.3、static和volatile
①、static关键字
对局部变量使用static:在函数内部使用static修饰的变量称为静态局部变量，该变量只会被初始化一次，不会随着函数的退出而销毁，仍然会保持其值，下次函数被调用时，该变量的值不会被重置。静态局部变量的作用域只在函数内部，不会影响其他函数。
对全局变量使用static：在函数外部使用static修饰的变量称为静态全局变量，该变量只能被本文件中的函数访问，其他文件无法访问该变量。静态全局变量的作用域只在本文件内部，不会影响其他文件。
对函数使用static：在函数外部使用static修饰的函数称为静态函数，该函数只能被本文件中的其他函数调用，其他文件无法调用该函数。静态函数的作用域只在本文件内部，不会影响其他文件。
②、volatile关键字
volatile关键字用于告诉编译器在编译过程中不要对该变量进行优化，确保每次访问该变量时都从内存中读取数据或者将数据写入内存中，避免编译器对变量进行优化，导致变量的值不符合预期。
在多线程或者中断处理程序中，当一个变量被多个线程或者中断处理程序共享时，为了保证数据的一致性，需要使用volatile关键字。因为多个线程或者中断可能会同时访问该变量，如果不使用volatile关键字，编译器可能会对变量进行优化，导致数据的不一致性。
