Arm 架构学习

01 CPU Architecture

按指令集分

arm RISC (reduced instruction set computer)/ load store structure

x86 CISC（complex instruction set computer）/ direct visit memory

【架构知多少】谈谈X86架构与ARM架构区别_x86与arm架构区别-CSDN博客

按存储分

冯·诺依曼架构的特点是将程序指令和数据存储在同一块内存中，通过一个共享的总线进行数据传输。这种结构的优点是简单易懂，容易实现，广泛应用于现代计算机系统中。

哈弗架构则是将指令和数据分开存储，通过不同的总线进行数据传输，这种结构可以提高计算机的并行处理能力。

CPU是如何工作的？什么是冯·诺依曼架构和哈弗架构？-CSDN博客

02 register

40个寄存器 = 33个通用寄存器 + 7个状态寄存器

专用寄存器

R16 CPSR 当前程序状态寄存器

R15 PC(Program Counter) 下一条代码指令

R14 LR(Link Register) 程序跳转

R13 SP(Stack Pointer) 栈指针

CPSR寄存器分为四个域， $31:24$ 为条件域用F表示、 $23:16$ 为状态域用S表示、 $15:8$ 为预留域用X表示、 $8:0$ 为控制域用C表示

Bit $4:0$

复制代码

    [10000]User    [10001]FIQ     [10010]IRQ     [10011]SVC

    [10111]Abort   [11011]Undef   [11111]System  [10110]Monitor

Bit $5$

$0$ ARM状态 $1$ Thumb状态

Bit $6$

$0$ 开启FIQ $1$ 禁止FIQ

Bit $7$

$0$ 开启IRQ $1$ 禁止IRQ

Bit $28$

复制代码

> 当运算器中进行加法运算且产生符号位进位时该位自动置1，否则为0

> 当运算器中进行减法运算且产生符号位借位时该位自动置0，否则为1

Bit $29$

> 当运算器中进行加法运算且产生进位时该位自动置1，否则为0

复制代码

> 当运算器中进行减法运算且产生借位时该位自动置0，否则为1

Bit $30$

当运算器中产生了0的结果该位自动置1，否则为0

Bit $31$

当运算器中产生了负数的结果该位自动置1，否则为0

03 Instruction set

ARM采用RISC架构，CPU本身不能直接读取内存，而需要先将内存中内容加载入CPU中通用寄存器才能被CPU处理。使用LDR/STR指令组合来实现 ARM CPU和内存数据的交换：

LDR（load register）指令将内存内容加载入通用寄存器。

STR（store register）指令将寄存器内容存入内存空间中。

寻址方式：

立即数寻址
寄存器寻址
堆栈寻址

万字长文带你由浅入深夯实ARM汇编基础------汇编指令及寻址方式最全梳理（附示例）！-CSDN博客

04 work mode

user
system
IRQ
FIQ
SVC
Abort
Undef
Monitor

异常模式：在ARM的基本工作模式中有5个属于异常模式，即ARM遇到异常后会切换成对应的异常模式。

05 memory mode

ARM支持大端、小端两种内存模式。

大端：数据高字节存在低地址，低字节存在高地址。

小端：数据高字节存在高地址，低字节存在低地址。

汇编判断大小端：

asm 复制代码

 r0 = 0x11223344           ;复制0x11223344给寄存器r0
 r1 = 0x100                ;赋值0x100给寄存器r1
 STR r0，[r1]              ;把r1的值作为地址，加载r0的数值到0x100的地址中
 LDRB r2，[r1]             ;从地址0x100中取出1Byte数据

判断r2的值可知道大小端：

小端模式下：r2=0x44

大端模式下：r2=0x11
ARM学习之ARM基础知识(一)_学arm需要什么基础-CSDN博客