ARM课程大纲
ARM相关的基本概念
机器码
计算机能够识别由1和0组成的编码格式
汇编：将汇编文件转换为二进制文件（.bin/.elf）
汇编指令
是一条具备特殊功能的指令
编译：生成汇编文件
int a = 10; ------> mov r0 #10
编译
汇编指令集
由多条不同功能的汇编指令组成的集和
架构
由不同的汇编指令集设计出来的架构
x86汇编指令集设计出x86-64架构
arm汇编指令集设计出arm架构
arm v1-v6架构 目前已经淘汰
arm v7架构：只支持32位ARM指令集的架构 ----> stm32mp157a
arm v8架构：支持64位ARM指令集的架构，并且向下兼容arm v7架构
arm v9架构：最新的架构，未来十年的发展趋势
四大主流芯片架构：
x86架构、 ARM架构、 RISC-V架构、 Mips架构
inter 苹果、华为 nivida、三星 龙芯中科（龙架构）
不开源 不开源 开源 、
主流的芯片厂商：
ST、NXP、海思（麒麟）、高通、MTK(联发科)、TI(德州仪器)、SAMSUNG(Exynos猎户座)
新唐科技、展瑞、瑞芯微、中芯国际、阿里（平头哥）、小米（澎湃）、全志
兆易创新（GD32）、龙芯中科（电脑cpu）
内核
基于不同的架构设计出来不同的内核
ARM架构 ---> Cortex-A核 Cortex-M核
CPU：中央处理器，可以叫MPU MCU SOC
MCU：微控制器，一般指的是裸机，无法运行像Linux这种大型的操作系统的，但是它可以运行os实时操作系统（FreeRTOS、lite-os、RT Thread）
MPU：微处理器，一战指的是可以跑大型的操作系统的处理器
SOC：片上系统
ARM公司基于ARM指令集设计出ARM架构，ARM公司再基于ARM架构设计出了Cortex-A7内核
ARM将Cortex-A7内核授权给了ST（意法半导体）公司，ST公司基于Cortex-A7内核研发出了STM32MP157AAA芯片
ST公司将这个芯片卖给了华清远见，华清远见研发部基于STM32MP157A芯片添加很多的外设
最后构成了开发板
精简指令集和复杂指令集的区别
精简指令集 - RISC
汇编指令集相对于来说比较简单，易阅读
特点：指令的宽度和指令的周期固定
指令宽度：一条指令所占的空间，arm-v7架构的指令占32位（4个字节）的空间
指令周期：一条指令执行需要的时间
精简指令集：ARM架构、RISC-V、Mips架构、PowerPC架构
复杂指令集
特点：指令的周期和指令的宽度不固定
复杂指令集：x86架构
验证
复杂指令集
精简指令集
ARM处理器具备默认的汇编指令集 -> Thumb指令
Thumb指令集是ARM指令集的子集（儿子）
Thumb指令集每条指令占16位，及2字节的空间
ARM指令集每条指令占32位，及4字节的空间
ARM处理器的工作模式
Cortex-M核的工作模式
两种模式：线程模式、异常模式
Cortex-A核的工作模式
ARM v7架构的寄存器组织
存储类型
在c语言中我们学习过的6种存储类型？
auto static const extern volatile register
register：访问速度快，不允许取地址
volatile：防止编译器对代码进行优化，直接从内存中取最新的值
核内寄存器：不存在地址，只允许用编号访问，R0-R15 CPSR SPSR
定义变量的过程：存储类型+数据类型+变量名
寄存器位置
寄存器是一块具备特殊功能的存储空间
arm v7架构的寄存器组织
1、每个小方格都是一个寄存器，对于ARM V7架构而言，每个寄存器的大小是32位，4个字节
2、在user、sys模式下存在17个可控制的寄存器
3、在fiq、irq、abt、udf、svc、mon模式下存在18个可控制的寄存器
4、在hyp模式下存在19个可控制的寄存器
5、核内寄存器不存在地址，只能通过编号进行访问，编号由R0-R15, CPSR, SPSR
白色底的寄存器代表的是共有的寄存器，蓝色底的寄存器代表的是私有的寄存器
在异常模式下，如果存在私有的寄存器，只能访问私有的寄存器，不允许访问共有的寄存器
如果在工作模式下，没有私有的寄存器，就访问共有的寄存器
一共有43个可控制的寄存器
特殊功能寄存器（ 重点 ）
R13寄存器
R13寄存器 ----> sp寄存器 ----> the stack pointer ----> 栈指针寄存器
栈指针寄存器的作用：这个寄存器中存放的是栈空间的一块地址，用于压栈保存现场和出栈恢复现场
不同场景下栈的作用
内存划分中的栈：用于存储数据，存放的是局部变量、函数参数.....
数据结构中的栈：用于存储数据，一种特殊的数据结构
arm裸机开发中的栈：用于存储数据，压栈保存现场、出栈恢复现场
栈的特点：在不同的场景下，栈都用于存储数据，并且遵循FILO（先入后出）的特性
R14寄存器
R14寄存器 ---> lr寄存器 ----> the linking register ----> 链接寄存器
作用：用于保存函数的返回地址
R15寄存器
R15寄存器 ----> pc寄存器 -------> the program counter -------> 程序计数寄存器
作用：用于保存下一条取值指令的地址
CPSR寄存器
CPSR寄存器 ----> the currented program statue register -----> 当前程序状态寄存器
作用：用于保存当前程序状态的寄存器
SPSR寄存器
SPSR寄存器 ----> the saved program statue register -----> 备份程序状态寄存器
作用：用于备份当前的程序状态的寄存器
CPSR寄存器中位的作用
N[31]：负数标志位
当指令执行结果为负数时，N位置1，否则清0（可以用于比较大小）
Z[30]：零标志位
当指令执行结果为0时，Z位置1，否则清0（用于判断是否相等）
C[29]：进位/借位标志位
加法：低32位向高32位进位时，C位置1，否则清0
减法：高32位向低32位借位时，C位清0，否则置1
V[28]：符号标志位
当符号位发生变化时，V位置1，否则清0
I[7]：IRQ屏蔽位
i = 1时，屏蔽IRQ（普通中断）
i = 0时，不屏蔽IRQ
F[6]：FIQ屏蔽位
f = 1时，屏蔽FIQ（快速中断）
f = 0时，不屏蔽FIQ
T[5]：状态位
t = 0时，arm状态，执行ARM指令集（32位）
t = 1时，thumb状态，执行thumb指令（16位）
Cortex-A核一般使用的是ARM指令集，Cortex-M核一般使用的是Thumb指令集
M[4:0]：模式位
10000 User mode;
10001 FIQ mode;
10011 SVC mode;
10111 Abort mode;
11011 Undef mode;
11111 System mode;
10110 Monitor mode;
10010 IRQ mode;