嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用教程第2章

1、主講內(nèi)容,第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 第2章 ARM微處理器概述與編程模型 第3章 ARM9指令系統(tǒng) 第4章 嵌入式程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第5章 嵌入式內(nèi)部可編程模塊 第6章 嵌入式接口技術(shù)應(yīng)用 第7章 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,第2章 ARM微處理器概述與編程模型,ARM微處理器概述 ARM微處理器結(jié)構(gòu) ARM微處理器的工作狀態(tài) ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器格式 處理器模式 寄存器組織 異常（Exceptions）,2.1 ARM微處理器概述,ARM公司簡(jiǎn)介,ARM是Advanced RISC Machines的縮寫(xiě)，它是一家微處理器行業(yè)的知名企業(yè)，該企業(yè)設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC （精簡(jiǎn)指令集）處理器。

2、公司的特點(diǎn)是只設(shè)計(jì)芯片，而不生產(chǎn)。它將技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，并提供服務(wù)。,2.1 ARM微處理器概述,ARM公司簡(jiǎn)介,將技術(shù)授權(quán)給其它芯片廠商,形成各具特色的ARM芯片,2.1 ARM微處理器概述,ARM（Advanced RISC Machines）有3種含義 一個(gè)公司的名稱 一類(lèi)微處理器的通稱 一種技術(shù)的名稱,2.1.1 ARM微處理器的特點(diǎn),采用RISC架構(gòu)的ARM微處理器一般具有如下特點(diǎn)： 體積小、低功耗、低成本、高性能； 支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件； 大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快； 大多數(shù)數(shù)據(jù)操作

3、都在寄存器中完成； 尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高； 指令長(zhǎng)度固定。,2.1.2 ARM微處理器系列,ARM處理器的產(chǎn)品系列非常廣，包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11和SecurCore、Cortex等。以及其它廠商基于ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器，除了具有ARM體系結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)以外，每一系列提供一套特定的性能來(lái)滿足設(shè)計(jì)者對(duì)功耗、性能、體積的需求。 表2-1總結(jié)了ARM各系列處理器所包含的不同類(lèi)型。,2.1.2 ARM微處理器系列,2.1.2 ARM微處理器系列,2.1.2 ARM微處理器系列,ARM Cortex系列簡(jiǎn)介,基于ARMv7版本的ARM Cortex系列產(chǎn)品由

4、A、R、M三個(gè)系列組成，具體分類(lèi)延續(xù)了一直以來(lái)ARM面向具體應(yīng)用設(shè)計(jì)CPU的思路。,ARM Cortex,2.1.2 ARM微處理器系列,CortexTM-M3處理器簡(jiǎn)介,該處理器是首款基于ARMv7-M架構(gòu)的處理器，采用了純Thumb2指令的執(zhí)行方式，具有極高的運(yùn)算能力和中斷相應(yīng)能力。 Cortex-M3主要應(yīng)用于汽車(chē)車(chē)身系統(tǒng)，工業(yè)控制系統(tǒng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等對(duì)功耗和成本敏感的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。目前最便宜的基于該內(nèi)核的ARM單片機(jī)售價(jià)為1美元。,2.1.2 ARM微處理器系列,CortexTM-R4處理器簡(jiǎn)介,該處理器是首款基于ARMv7架構(gòu)的高級(jí)嵌入式處理器，其主要目標(biāo)為產(chǎn)量巨大的高級(jí)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)

5、，如硬盤(pán)，噴墨式打印機(jī)，以及汽車(chē)安全系統(tǒng)等等。,CortexTM-R4F處理器簡(jiǎn)介,該處理器在CortexTM-R4處理器的基礎(chǔ)上加入了代碼錯(cuò)誤校正(ECC)技術(shù)，浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)以及DMA綜合配置的能力，增強(qiáng)了處理器在存儲(chǔ)器保護(hù)單元、緩存、緊密耦合存儲(chǔ)器、DMA訪問(wèn)以及調(diào)試方面的能力。,2.1.2 ARM微處理器系列,CortexTM-A8處理器簡(jiǎn)介,該處理器是ARM公司所開(kāi)發(fā)的基于ARMv7架構(gòu)的首款應(yīng)用級(jí)處理器，其特色是運(yùn)用了可增加代碼密度和加強(qiáng)性能的技術(shù)、可支持多媒體以及信號(hào)處理能力的NEONTM技術(shù)、以及能夠支持Java和其他文字代碼語(yǔ)言的提前和即時(shí)編譯的JazelleRTC技

6、術(shù)。 眾多先進(jìn)的技術(shù)使其適用于家電以及電子行業(yè)等各種高端的應(yīng)用領(lǐng)域。,2.1.2 ARM微處理器系列,ARM7系列簡(jiǎn)介,該系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T和擴(kuò)充了Jazelle的ARM7EJ-S。該系列處理器提供Thumb 16位壓縮指令集和EmbededICE軟件調(diào)試方式，適用于更大規(guī)模的SoC設(shè)計(jì)中。 ARM7系列廣泛應(yīng)用于多媒體和嵌入式設(shè)備，包括Internet設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，以及移動(dòng)電話、PDA等無(wú)線設(shè)備。,2.1.2 ARM微處理器系列,該系列包括ARM9TDMI、ARM920T和帶有高速緩存處理器宏單元的ARM94

7、0T。除了兼容ARM7系列，而且能夠更加靈活的設(shè)計(jì)。 ARM9系列主要應(yīng)用于引擎管理、儀器儀表、安全系統(tǒng)和機(jī)頂盒等領(lǐng)域。,ARM9系列簡(jiǎn)介,2.1.2 ARM微處理器系列,該系列為含有DSP指令集的綜合處理器，包括ARM926EJ-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM966E-S/ARM946E-S。其內(nèi)核在ARM7處理器內(nèi)核的基礎(chǔ)上使用了Jazelle增強(qiáng)技術(shù)，該技術(shù)支持一種新的Java操作狀態(tài)，允許在硬件中執(zhí)行Java字節(jié)碼。 ARM9E系列主要應(yīng)用于下一代無(wú)線設(shè)備、數(shù)字消費(fèi)品、成像設(shè)備、工業(yè)控制、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域。,ARM9E系列簡(jiǎn)介,2.1.2 ARM微處理器系列,ARM10E

8、系列簡(jiǎn)介,該系列包括ARM1020E和ARM1020E處理器核，其核心在于使用向量浮點(diǎn)（VFP）單元VFP10提供高性能的浮點(diǎn)解決方案，從而極大提高了處理器的整型和浮點(diǎn)運(yùn)算性能。 可以用于視頻游戲機(jī)和高性能打印機(jī)等場(chǎng)合。,2.1.2 ARM微處理器系列,Xscale簡(jiǎn)介,Intel Xscale微控制器則提供全性能、高性價(jià)比、低功耗的解決方案，支持16位Thumb指令并集成數(shù)字信號(hào)處理（DSP）指令。 主要應(yīng)用于手提式通訊和消費(fèi)電子類(lèi)設(shè)備。,2.2. ARM微處理器結(jié)構(gòu),2.2.1 RISC體系結(jié)構(gòu) 1嵌入式CISC微處理器 傳統(tǒng)的CISC（Complex Instruction Set Co

9、mputer，復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）結(jié)構(gòu)有其固有的缺點(diǎn)，即隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷引入新的復(fù)雜的指令集，為支持這些新增的指令，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，然而，在CISC指令集的各種指令中，其使用頻率卻相差懸殊，大約有20的指令會(huì)被反復(fù)使用，占整個(gè)程序代碼的80。而余下的80的指令卻不經(jīng)常使用，在程序設(shè)計(jì)中只占20，顯然，這種結(jié)構(gòu)是不太合理的。,2.2.1 RISC體系結(jié)構(gòu),2. 嵌入式RISC微處理器 基于以上的不合理性，1979年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校提出了RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）的概念， RISC是精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)，但

10、RISC并非只是簡(jiǎn)單地去減少指令，而是把著眼點(diǎn)放在了如何使計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單合理地提高運(yùn)算速度上。RISC結(jié)構(gòu)優(yōu)先選取使用頻最高的簡(jiǎn)單指令，拋棄復(fù)雜指令，固定指令長(zhǎng)度，減少指令格式和尋址方式，以控制邏輯為主，不用或少用微碼控制等措施來(lái)達(dá)到上述目的。,2.2.1 RISC體系結(jié)構(gòu),RISC體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有如下特點(diǎn)： 采用固定長(zhǎng)度的指令格式，指令歸整、簡(jiǎn)單、基本尋址方式有23種。 使用單周期指令，便于流水線操作執(zhí)行。 大量使用寄存器，數(shù)據(jù)處理指令只對(duì)寄存器進(jìn)行操作，只有加載/ 存儲(chǔ)指令可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器，以提高指令的執(zhí)行效率。 除此以外，ARM體系結(jié)構(gòu)還采用了一些特別的技術(shù)，在保證高性能的前提下盡量縮

11、小芯片的面積，并降低功耗.,2.2.1 RISC體系結(jié)構(gòu),RISC體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有如下特點(diǎn)： 所有的指令都可根據(jù)前面的執(zhí)行結(jié)果決定是否被執(zhí)行，從而提高指令的執(zhí)行效率。 可用加載/存儲(chǔ)指令批量傳輸數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。 可在一條數(shù)據(jù)處理指令中同時(shí)完成邏輯處理和移位處理。 在循環(huán)處理中使用地址的自動(dòng)增減來(lái)提高運(yùn)行效率。,2.2.1 RISC體系結(jié)構(gòu),RISC和CISC之間的主要區(qū)別:,2.2.2 ARM微處理器的寄存器結(jié)構(gòu),ARM處理器共有37個(gè)寄存器，被分為若干個(gè)組（BANK），這些寄存器包括： 31個(gè)通用寄存器，包括程序計(jì)數(shù)器（PC指針），均為32位的寄存器。 6個(gè)狀態(tài)寄存器，用以標(biāo)識(shí)CP

12、U的工作狀態(tài)及程序的運(yùn)行狀態(tài)，均為32位，目前只使用了其中的一部分。,2.2.2 ARM微處理器的寄存器結(jié)構(gòu),ARM處理器又有7種不同的處理器模式，在每一種處理器模式下均有一組相應(yīng)的寄存器與之對(duì)應(yīng)。 即在任意一種處理器模式下，可訪問(wèn)的寄存器包括15個(gè)通用寄存器（R0R14）、12個(gè)狀態(tài)寄存器和程序計(jì)數(shù)器。 在所有的寄存器中，有些是在7種處理器模式下共用的同一個(gè)物理寄存器，而有些寄存器則是在不同的處理器模式下有不同的物理寄存器。,2.2.3 ARM微處理器的指令結(jié)構(gòu),ARM微處理器在較新的體系結(jié)構(gòu)中支持兩種指令集：ARM指令集和Thumb指令集。 ARM指令為32位的長(zhǎng)度 Thumb指令為16位

13、長(zhǎng)度 Thumb指令集為ARM指令集的功能子集，但與等價(jià)的ARM代碼相比較，可節(jié)省3040以上的存儲(chǔ)空間，同時(shí)具備32位代碼的所有優(yōu)點(diǎn)。,2.2.4 ARM微處理器的應(yīng)用選型,從應(yīng)用的角度出發(fā)，對(duì)在選擇ARM微處理器時(shí)所應(yīng)考慮的主要問(wèn)題 : ARM微處理器內(nèi)核的選擇 從前面所介紹的內(nèi)容可知，ARM微處理器包含一系列的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，用戶如果希望使用WinCE或標(biāo)準(zhǔn)Linux等操作系統(tǒng)以減少軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，就需要選擇ARM720T以上帶有MMU（Memory Management Unit）功能的ARM芯片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Stron

14、g-ARM都帶有MMU功能。 而ARM7TDMI則沒(méi)有MMU，不支持Windows CE和標(biāo)準(zhǔn)Linux，但目前有uCLinux等不需要MMU支持的操作系統(tǒng)可運(yùn)行于ARM7TDMI硬件平臺(tái)之上。事實(shí)上，uCLinux已經(jīng)成功移植到多種不帶MMU的微處理器平臺(tái)上，并在穩(wěn)定性和其他方面都有上佳表現(xiàn)。,2.2.4 ARM微處理器的應(yīng)用選型,系統(tǒng)的工作頻率 系統(tǒng)的工作頻率在很大程度上決定了ARM微處理器的處理能力。 ARM7系列微處理器的典型處理速度為0.9MIPS/MHz，常見(jiàn)的ARM7芯片系統(tǒng)主時(shí)鐘為20MHz-133MHz。 ARM9系列微處理器的典型處理速度為1.1MIPS/MHz，常見(jiàn)的AR

15、M9的系統(tǒng)主時(shí)鐘頻率為100MHz-233MHz。 ARM10最高可以達(dá)到700MHz。 不同芯片對(duì)時(shí)鐘的處理不同，有的芯片只需要一個(gè)主時(shí)鐘頻率，有的芯片內(nèi)部時(shí)鐘控制器可以分別為ARM核和USB、UART、DSP、音頻等功能部件提供不同頻率的時(shí)鐘。,2.2.4 ARM微處理器的應(yīng)用選型,芯片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量 大多數(shù)的ARM微處理器片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量都不太大，需要用戶在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)外擴(kuò)存儲(chǔ)器. 但也有部分芯片具有相對(duì)較大的片內(nèi)存儲(chǔ)空間，如ATMEL的AT91F40162就具有高達(dá)2MB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)空間，用戶在設(shè)計(jì)時(shí)可考慮選用這種類(lèi)型，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。,2.2.4 ARM微處理器的應(yīng)用選型,片內(nèi)外圍

16、電路的選擇 幾乎所有的ARM芯片均根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，擴(kuò)展了相關(guān)功能模塊，并集成在芯片之中，稱之為片內(nèi)外圍電路. 如USB接口、IIS接口、LCD控制器、鍵盤(pán)接口、RTC、ADC和DAC、DSP協(xié)處理器等，設(shè)計(jì)者應(yīng)分析系統(tǒng)的需求，盡可能采用片內(nèi)外圍電路完成所需的功能，這樣既可簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性。,2.3 ARM微處理器的工作狀態(tài),ARM微處理器的工作狀態(tài)一般有兩種，并可在兩種狀態(tài)之間切換： ARM狀態(tài)，此時(shí)處理器執(zhí)行32位的字對(duì)齊的ARM指令； Thumb狀態(tài)，此時(shí)處理器執(zhí)行16位的、半字對(duì)齊的Thumb指令。 ARM指令集和Thumb指令集均有切換處理器狀態(tài)的指令，并可

17、在兩種工作狀態(tài)之間切換，但ARM微處理器在開(kāi)始執(zhí)行代碼時(shí)，應(yīng)該處于ARM狀態(tài)。,2.3 ARM微處理器的工作狀態(tài),進(jìn)入Thumb狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（位0）為1時(shí)，可以采用執(zhí)行BX指令的方法，使微處理器從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。此外，當(dāng)處理器處于Thumb狀態(tài)時(shí)發(fā)生異常（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），則異常處理返回時(shí)，自動(dòng)切換到Thumb狀態(tài)。 進(jìn)入ARM狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時(shí)，執(zhí)行BX指令時(shí)可以使微處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)。此外，在處理器進(jìn)行異常處理時(shí)，把PC指針?lè)湃氘惓ＤＪ芥溄蛹拇嫫髦?，并從異常向量地址開(kāi)始執(zhí)行程序，也可以使

18、處理器切換到ARM狀態(tài)。,2.4 ARM處理器狀態(tài),狀態(tài)切換的一個(gè)例子,使用BX指令將ARM內(nèi)核的操作狀態(tài)在ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)之間進(jìn)行切換。,ARM指令集,Thumb 指令集,CODE32 LDRR0, =Lable+1 BX R0 CODE16 Lable MOV R1, #12,CODE16 LDR R0, =Lable BX R0 CODE32 LableMOV R1, #10,執(zhí)行完BX指令，處理器切換到Thumb狀態(tài)，開(kāi)始執(zhí)行Thumb指令,程序代碼,指令集關(guān)系,從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)的程序代碼如下：,從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)的程序代碼如下：,執(zhí)行完BX指令

19、，處理器切換到ARM狀態(tài)，開(kāi)始執(zhí)行ARM指令,2.4 ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器格式,ARM體系結(jié)構(gòu)將存儲(chǔ)器看作是從零地址開(kāi)始的字節(jié)的線性組合。 從零字節(jié)到三字節(jié)放置第一個(gè)存儲(chǔ)的字?jǐn)?shù)據(jù). 從第四個(gè)字節(jié)到第七個(gè)字節(jié)放置第二個(gè)存儲(chǔ)的字?jǐn)?shù)據(jù)，依次排列。 作為32位的微處理器，ARM體系結(jié)構(gòu)所支持的最大尋址空間為4GB（232字節(jié)）。 ARM體系結(jié)構(gòu)可以用兩種方法存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)據(jù)，稱之為 大端格式 小端格式,2.4 ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器格式,大端格式 在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中，如圖所示。,2.4 ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器格式,小端格式 在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的高

20、字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中，如圖所示。,2.4.1 指令長(zhǎng)度及數(shù)據(jù)類(lèi)型,ARM微處理器的指令長(zhǎng)度可以是 32位（在ARM狀態(tài)下） 16位（在Thumb狀態(tài)下） ARM微處理器中支持字節(jié)（8位）、半字（16位）、字（32位）三種數(shù)據(jù)類(lèi)型. 其中，字需要4字節(jié)對(duì)齊（地址的低兩位為0）、半字需要2字節(jié)對(duì)齊（地址的最低位為0）。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,在復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，越來(lái)越多的會(huì)選用帶有存儲(chǔ)管理單元（MMU）的微處理器芯片。 MMU完成的主要功能有： 將主存地址從虛擬存儲(chǔ)空間映射到物理存儲(chǔ)空間。 存儲(chǔ)器訪問(wèn)權(quán)限控制。 設(shè)置虛擬存儲(chǔ)空間的緩沖特性等。,2.

21、4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,虛擬地址存儲(chǔ)系統(tǒng)示意圖,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,ARM920T微處理器核的MMU采用了分頁(yè)虛擬存儲(chǔ)管理方式。它把虛擬存儲(chǔ)空間分成一個(gè)個(gè)固定大小的頁(yè)，把物理主存儲(chǔ)的空間也分成同樣大小的一個(gè)個(gè)頁(yè)。 通過(guò)查詢存放在主存中的頁(yè)表，來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。但由于頁(yè)表存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)中，查詢頁(yè)表所花的代價(jià)很大，因此，通常又采用快表技術(shù)（TLB translation lookaside buffer）來(lái)提高地址變換效率。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,TLB技術(shù)中，將當(dāng)前需要訪問(wèn)的地址變換條目存儲(chǔ)在一個(gè)容量較?。ㄍǔ?16個(gè)字）、訪問(wèn)速度更快（與微處理器中通

22、用寄存器速度相當(dāng)）的存儲(chǔ)器件中。當(dāng)微處理器訪問(wèn)主存時(shí)，先在TLB中查找需要的地址變換條目，如果該條目不存在，再?gòu)拇鎯?chǔ)在主存中的頁(yè)表中查詢，并添加到TLB中。 這樣，當(dāng)微處理器下一次又需要該地址變換條目時(shí)，可以從TLB中直接得到，從而提高了地址變換速度。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,表2-5是ARM920T的寫(xiě)出其CP15中與MMU操作相關(guān)的寄存器。設(shè)計(jì)者編程控制這些寄存器，則可以相應(yīng)地控制MMU操作。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,1.禁止與使能MMU CP15的寄存器C1的位0用于設(shè)置禁止/使能MMU。C1的位0為0時(shí),禁止MMU；當(dāng)C1的位0為1時(shí)，使能MMU。下面指令實(shí)現(xiàn)了使能

23、MMU。 MRC P15,0,R0,C1,0,0 ； C1的內(nèi)容賦給R0 ORR R0,#0 x1 MCR P15,0,R0,C1,0,0 ；R0的內(nèi)容賦給C1,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,使能MMU時(shí)，其控制存儲(chǔ)訪問(wèn)的過(guò)程是： 首先在TLB中查找虛擬地址，如果該虛擬地址對(duì)應(yīng)的地址變換條目不在TLB中，則到頁(yè)表中查詢對(duì)應(yīng)的地址變換條目，并把查詢到的結(jié)果添加到TLB中。如果TLB已滿，還需根據(jù)一定的淘汰算法進(jìn)行替換。得到地址變換條目后，進(jìn)行一下步驟的操作。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,禁止MMU時(shí)，所有的虛擬地址和物理地址是相等的，也不進(jìn)行存儲(chǔ)訪問(wèn)權(quán)限的控制。是否支持cache和寫(xiě)緩

24、存由具體芯片設(shè)計(jì)確定。 在禁止/使能MMU時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。 使能MMU之前，要在內(nèi)存中建立0號(hào)頁(yè)表，同時(shí)CP15中的各相關(guān)寄存器必須完成初始化. 如果設(shè)計(jì)的物理地址與虛擬地址空間不相等，在禁止/使能MMU時(shí)，虛擬地址和物理地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系會(huì)改變，應(yīng)清除cache中當(dāng)前地址變換條目。 完成禁止/使能MMU代碼的物理地址最好和虛擬地址相同。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,2.MMU中的地址變換過(guò)程 虛擬存儲(chǔ)空間到物理存儲(chǔ)空間的映射是以內(nèi)存塊為單位進(jìn)行的。在頁(yè)表或TLB中，每個(gè)地址變換條目記錄了一個(gè)虛擬存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)塊的基地址與物理存儲(chǔ)空間的一個(gè)存儲(chǔ)塊基地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 ARM920T支持的

25、存儲(chǔ)塊大小有一下幾種： 段（section）是大小為1MB的存儲(chǔ)塊。 大頁(yè)（large pages）是大小為64KB的存儲(chǔ)塊。 小頁(yè)（small pages）是大小為4KB的存儲(chǔ)塊。 極小頁(yè)（tiny pages）是大小為1KB的存儲(chǔ)塊。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,3.MMU中的存儲(chǔ)訪問(wèn)權(quán)限控制 在MMU中，CP15的寄存器C1的R、S控制位和頁(yè)表中地址轉(zhuǎn)換條目中的訪問(wèn)權(quán)限控制位聯(lián)合作用控制存儲(chǔ)訪問(wèn)權(quán)限。 具體規(guī)則如表2-6所示。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,表2-6 MMU中存儲(chǔ)訪問(wèn)控制權(quán)限控制規(guī)則,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,4.MMU中的域 MMU中的域指的是一些段、

26、大頁(yè)或者小頁(yè)的集合。ARM920T支持最大16個(gè)域，每個(gè)域的訪問(wèn)控制特性由CP15的寄存器C3中的兩位來(lái)控制。 C3寄存器是32位的，每?jī)晌豢刂埔粋€(gè)域，其控制編碼如表2-7所示。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,表2-7 MMU中域訪問(wèn)控制字段編碼及含義,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,5.快表操作 從虛擬地址到物理地址的變換過(guò)程其實(shí)就是查詢頁(yè)表的過(guò)程，由于頁(yè)表存放在主存儲(chǔ)器中，這個(gè)查詢代價(jià)很大。而程序在執(zhí)行時(shí)其過(guò)程具有局部性，對(duì)頁(yè)表中各存儲(chǔ)單元的訪問(wèn)并不是隨機(jī)的，在一段時(shí)間內(nèi)，只局限在少數(shù)幾個(gè)單元中。 因此，采用TLB技術(shù)可以提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,6

27、.存儲(chǔ)訪問(wèn)失效 在ARM920T中，MMU可以產(chǎn)生4種類(lèi)型的存儲(chǔ)訪問(wèn)失效，即地址對(duì)齊失效、地址變換失效、域控制失效和訪問(wèn)權(quán)限控制失效。當(dāng)發(fā)生存儲(chǔ)訪問(wèn)失效時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以中止3種存儲(chǔ)訪問(wèn)，即cache內(nèi)容預(yù)取、非緩沖的存儲(chǔ)器訪問(wèn)操S作和頁(yè)表訪問(wèn)。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,有下面兩種機(jī)制可以檢測(cè)存儲(chǔ)訪問(wèn)失效，并進(jìn)而中止微處理器的執(zhí)行。 （1）當(dāng)MMU檢測(cè)到存儲(chǔ)訪問(wèn)失效時(shí)，它可以向微處理器報(bào)告該情況，并將存儲(chǔ)訪問(wèn)失效的相關(guān)信息保存到寄存器C5和C6中。這種機(jī)制成為MMU失效。 （2）存儲(chǔ)系統(tǒng)也可以向微處理器報(bào)告存儲(chǔ)訪問(wèn)失效。這種機(jī)制稱為外部存儲(chǔ)訪問(wèn)中止（external abort）。 上

28、述兩種情況通稱為存儲(chǔ)訪問(wèn)中止（abort）。,2.4.2 存儲(chǔ)管理單元-MMU,如果存儲(chǔ)訪問(wèn)發(fā)生在數(shù)據(jù)訪問(wèn)周期，微處理器將產(chǎn)生數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止異常。 如果存儲(chǔ)訪問(wèn)發(fā)生在指令預(yù)取周期，當(dāng)該指令執(zhí)行時(shí)，微處理器將產(chǎn)生指令預(yù)取異常。 MMU中與存儲(chǔ)訪問(wèn)失效相關(guān)的寄存器有兩個(gè)： C5和C6。 C5為失效狀態(tài)寄存器，C6為失效地址寄存器。,2.5 處理器模式,ARM微處理器支持7種運(yùn)行模式，分別為： 用戶模式（usr）： ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)。 快速中斷模式（fiq）：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理。 外部中斷模式（irq）：用于通用的中斷處理。 管理模式（svc）：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式。 數(shù)據(jù)訪問(wèn)

29、終止模式(abt)：當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時(shí)進(jìn)入該模式，可用于虛擬存儲(chǔ)及存儲(chǔ)保護(hù)。 系統(tǒng)模式（sys）：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)。 未定義指令中止模式（und）：當(dāng)未定義的指令執(zhí)行時(shí)進(jìn)入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。,特權(quán)模式,除用戶模式外，其它模式均為特權(quán)模式。ARM內(nèi)部寄存器和一些片內(nèi)外設(shè)在硬件設(shè)計(jì)上只允許（或者可選為只允許）特權(quán)模式下訪問(wèn)。此外，特權(quán)模式可以自由的切換處理器模式，而用戶模式不能直接切換到別的模式。,2.5 處理器模式,異常模式,這五種模式稱為異常模式。它們除了可以通過(guò)程序切換進(jìn)入外，也可以由特定的異常進(jìn)入。當(dāng)特定的異常出現(xiàn)時(shí)，處理器進(jìn)入相應(yīng)的模式。每種異常模式

30、都有一些獨(dú)立的寄存器，以避免異常退出時(shí)用戶模式的狀態(tài)不可靠。,2.5 處理器模式,用戶和系統(tǒng)模式,這兩種模式都不能由異常進(jìn)入，而且它們使用完全相同的寄存器組。 系統(tǒng)模式是特權(quán)模式，不受用戶模式的限制。操作系統(tǒng)在該模式下訪問(wèn)用戶模式的寄存器就比較方便，而且操作系統(tǒng)的一些特權(quán)任務(wù)可以使用這個(gè)模式訪問(wèn)一些受控的資源。,2.5 處理器模式,處理器啟動(dòng)時(shí)的模式轉(zhuǎn)換圖,管理模式SVC (Supervisor),多種特權(quán)模式變化,用戶程序的運(yùn)行模式,復(fù)位后 缺省模式,主要完成各模式的堆棧設(shè)置，注意不要進(jìn)入用戶模式,一般為用戶模式User,2.5 處理器模式,2.6 寄存器組織,ARM微處理器中的寄存器不能被

31、同時(shí)訪問(wèn)，具體哪些寄存器是可編程訪問(wèn)的，取決微處理器的工作狀態(tài)及具體的運(yùn)行模式。 但在任何時(shí)候，通用寄存器R14R0、程序計(jì)數(shù)器PC、一個(gè)或兩個(gè)狀態(tài)寄存器都是可訪問(wèn)的。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,所有的37個(gè)寄存器，分成兩大類(lèi)： 31個(gè)通用32位寄存器； 6個(gè)狀態(tài)寄存器。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,1.通用寄存器 通用寄存器包括R0R15，可以分為三類(lèi)： 未分組寄存器R0R7； 分組寄存器R8R14； 程序計(jì)數(shù)器PC(R15)。,在匯編語(yǔ)言中寄存器R0R13為保存數(shù)據(jù)或地址值的通用寄存器。它們是

32、完全通用的寄存器，不會(huì)被體系結(jié)構(gòu)作為特殊用途，并且可用于任何使用通用寄存器的指令。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.未分組寄存器R0R7 在所有的運(yùn)行模式下，未分組寄存器都指向同一個(gè)物理寄存器，他們未被系統(tǒng)用作特殊的用途，因此，在中斷或異常處理進(jìn)行運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)，由于不同的處理器運(yùn)行模式均使用相同的物理寄存器，可能會(huì)造成寄存器中數(shù)據(jù)的破壞，這一點(diǎn)在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。,其中R0R7為未分組的寄存器，也就是說(shuō)對(duì)于任何處理器模式，這些寄存器都對(duì)應(yīng)于相同的32位物理寄存器。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組

33、織,3.分組寄存器R8R14 對(duì)于分組寄存器，他們每一次所訪問(wèn)的物理寄存器與處理器當(dāng)前的運(yùn)行模式有關(guān)。 對(duì)于R8R12來(lái)說(shuō)，每個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的物理寄存器，當(dāng)使用fiq模式時(shí)，訪問(wèn)寄存器R8_fiqR12_fiq；當(dāng)使用除fiq模式以外的其他模式時(shí)，訪問(wèn)寄存器R8_usrR12_usr。 對(duì)于R13、R14來(lái)說(shuō)，每個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)6個(gè)不同的物理寄存器，其中的一個(gè)是用戶模式與系統(tǒng)模式共用，另外5個(gè)物理寄存器對(duì)應(yīng)于其他5種不同的運(yùn)行模式。 采用以下的記號(hào)來(lái)區(qū)分不同的物理寄存器： R13_ R14_ 其中，mode為以下幾種模式之一：usr、fiq、irq、svc、abt、und。,寄存器R8R14

34、為分組寄存器。它們所對(duì)應(yīng)的物理寄存器取決于當(dāng)前的處理器模式，幾乎所有允許使用通用寄存器的指令都允許使用分組寄存器,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,寄存器R8R12有兩個(gè)分組的物理寄存器。一個(gè)用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一個(gè)用于FIQ模式。這樣在發(fā)生FIQ中斷后，可以加速FIQ的處理速度。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,寄存器R13、R14分別有6個(gè)分組的物理寄存器。一個(gè)用于用戶和系統(tǒng)模式，其余5個(gè)分別用于5種異常模式。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,寄存器R13在ARM指令中常用作堆棧指針，但這只是一種習(xí)慣用法，用戶也可使

35、用其他的寄存器作為堆棧指針。 而在Thumb指令集中，某些指令強(qiáng)制性的要求使用R13作為堆棧指針。,堆棧指針寄存器R13（SP）,寄存器R13常作為堆棧指針（SP）。在ARM指令集當(dāng)中，沒(méi)有以特殊方式使用R13的指令或其它功能，只是習(xí)慣上都這樣使用。但是在Thumb指令集中存在使用R13的指令。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,R14也稱作子程序鏈接寄存器（Subroutine Link Register）或鏈接寄存器LR。 當(dāng)執(zhí)行BL子程序調(diào)用指令時(shí)，R14中得到R15（程序計(jì)數(shù)器PC）的備份。 其他情況下，R14用作通用寄存器。與之類(lèi)似，當(dāng)發(fā)生中斷或異常時(shí)，對(duì)應(yīng)的分組寄存器R14_s

36、vc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用來(lái)保存R15的返回值。,鏈接寄存器R14（LR）,R14為鏈接寄存器（LR），在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)特殊功能： 在每種模式下，模式自身的R14版本用于保存子程序返回地址； 當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，將R14對(duì)應(yīng)的異常模式版本設(shè)置為異常返回地址（有些異常有一個(gè)小的固定偏移量）。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,寄存器R14常用在如下的情況： 在每一種運(yùn)行模式下，都可用R14保存子程序的返回地址，當(dāng)用BL或BLX指令調(diào)用子程序時(shí)，將PC的當(dāng)前值拷貝給R14，執(zhí)行完子程序后，又將R14的值拷貝回PC，即可完成子程序的調(diào)用返回。,2.6.1 AR

37、M狀態(tài)下的寄存器組織,以上的描述可用指令完成： （1）執(zhí)行以下任意一條指令： MOV PC，LR BX LR （2）在子程序入口處使用以下指令將R14存入堆棧： STMFDSP！,LR 對(duì)應(yīng)的，使用以下指令可以完成子程序返回： LDMFDSP！,PC,R14寄存器與子程序調(diào)用,MOV PC,LR,R14(地址A),1.程序A執(zhí)行過(guò)程中調(diào)用程序B；,操作流程,2.程序跳轉(zhuǎn)至標(biāo)號(hào)Lable，執(zhí)行程序B。同時(shí)硬件將“BL Lable”指令的下一條指令所在地址存入R14；,3.程序B執(zhí)行最后，將R14寄存器的內(nèi)容放入PC，返回程序A；,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,R14寄存器與異常發(fā)生,異常

38、發(fā)生時(shí)，程序要跳轉(zhuǎn)至異常服務(wù)程序，對(duì)返回地址的處理與子程序調(diào)用類(lèi)似，都是由硬件完成的。區(qū)別在于有些異常有一個(gè)小常量的偏移。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,R14寄存器注意要點(diǎn),當(dāng)發(fā)生異常嵌套時(shí)，這些異常之間可能會(huì)發(fā)生沖突。 例如：如果用戶在用戶模式下執(zhí)行程序時(shí)發(fā)生了IRQ中斷，用戶模式寄存器不會(huì)被破壞。但是如果允許在IRQ模式下的中斷處理程序重新使能IRQ中斷，并且發(fā)生了嵌套的IRQ中斷時(shí)，外部中斷處理程序保存在R14_irq中的任何值都將被嵌套中斷的返回地址所覆蓋。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,R14寄存器注意要點(diǎn),a,return,地址A,1.執(zhí)行用戶模式下的程序；,2.

39、發(fā)生IRQ中斷，硬件將某個(gè)地址存入IRQ模式下的R14_irq寄存器，用戶模式下的R14沒(méi)有被破壞；,3. IRQ服務(wù)程序A執(zhí)行完畢，將R14_irq寄存器的內(nèi)容減去某個(gè)常量后存入PC，返回之前被中斷的程序；,未被破壞,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,R14寄存器注意要點(diǎn),a,地址A,1.執(zhí)行用戶模式下的程序；,2.發(fā)生IRQ中斷，硬件將某個(gè)地址存入IRQ模式下的R14_irq寄存器，用戶模式下的R14沒(méi)有被破壞；,3. IRQ服務(wù)程序A執(zhí)行完畢，將R14_irq寄存器的內(nèi)容減去某個(gè)常量后存入PC，返回之前被中斷的程序；,未被破壞,a,return,地址B,4. 如果在IRQ處理程序中打

40、開(kāi)IRQ中斷，并且再次發(fā)生IRQ中斷，或者調(diào)用子程序；,5. 硬件將返回地址保存在R14_irq寄存器中，原來(lái)保存的返回地址將被覆蓋，造成錯(cuò)誤；,被破壞,6. 在程序B返回到程序A，然后在返回到用戶模式下被中斷的程序時(shí)，發(fā)生錯(cuò)誤，將不能正確返回；,return,return,解決辦法是確保R14的對(duì)應(yīng)版本在發(fā)生中斷嵌套時(shí)不再保存任何有意義的值（將R14入棧），或者切換到其它處理器模式下。,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織,4.程序計(jì)數(shù)器PC 寄存器R15用作程序計(jì)數(shù)器（PC）。 在ARM狀態(tài)下，位1:0為0，位31:2用于保存PC； 在Thumb狀態(tài)下

41、，位0為0，位31:1用于保存PC； 由于ARM體系結(jié)構(gòu)采用了多級(jí)流水線技術(shù)，對(duì)于ARM指令集而言，PC總是指向當(dāng)前指令的下兩條指令的地址，即PC的值為當(dāng)前指令的地址值加8個(gè)字節(jié)。,程序計(jì)數(shù)器R15（PC）,寄存器R15常作為程序計(jì)數(shù)器(PC )。 R15雖然也可用作通用寄存器，但一般不這么使用，因?yàn)閷?duì)R15的使用有一些特殊的限制，當(dāng)違反了這些限制時(shí)，程序的執(zhí)行結(jié)果是未知的。,寄存器CPSR為程序狀態(tài)寄存器，在異常模式中，另外一個(gè)寄存器“程序狀態(tài)保存寄存器（SPSR）”可以被訪問(wèn)。每種異常都有自己的SPSR，在因?yàn)楫惓Ｊ录M(jìn)入異常時(shí)它保存CPSR的當(dāng)前值，異常退出時(shí)可通過(guò)它恢復(fù)CPSR。,程

42、序計(jì)數(shù)器R15（PC）,2.6.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織,Thumb狀態(tài)寄存器集是ARM狀態(tài)集的子集，程序員可以直接訪問(wèn)的寄存器為： 8個(gè)通用寄存器R0R7； 程序計(jì)數(shù)器（PC）； 堆棧指針（SP）； 鏈接寄存器（LR）； 有條件訪問(wèn)程序狀態(tài)寄存器（ CPSR）。,注意：括號(hào)內(nèi)為ATPCS中寄存器的命名，可以使用RN匯編偽指令將寄存器定義多個(gè)名字。其中ADS1.2的匯編程序直接支持這些名稱，但注意a1a4，v1v4必須用小寫(xiě)。,2.6.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織,在匯編語(yǔ)言中寄存器R0R7為保存數(shù)據(jù)或地址值的通用寄存器。對(duì)于任何處理器模式，它們中的每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于相同的32為物理寄

43、存器。它們是完全通用的寄存器，不會(huì)被體系結(jié)構(gòu)作為特殊的用途，并且可用于任何使用通用寄存器的指令。,2.6.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織,Thumb狀態(tài)下的堆棧指針寄存器（SP）,堆棧指針SP對(duì)應(yīng)ARM狀態(tài)的寄存器R13。每個(gè)異常模式都有其自身的SP分組版本，SP通常指向各異常模式所專用的堆棧。 注意：在發(fā)生異常時(shí)，處理器自動(dòng)進(jìn)入ARM狀態(tài)。,Thumb狀態(tài)下的鏈接寄存器R14（LR）,鏈接寄存器LR對(duì)應(yīng)ARM狀態(tài)寄存器R14，在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)特殊功能，詳見(jiàn)“ARM狀態(tài)下的鏈接寄存器LR”。 注意：在發(fā)生異常時(shí)，處理器自動(dòng)進(jìn)入ARM狀態(tài)。,在Thumb狀態(tài)中訪問(wèn)高寄存器,在Thumb狀態(tài)中，高

44、寄存器（R8R15）不是標(biāo)準(zhǔn)寄存器集的一部分。匯編語(yǔ)言程序員對(duì)它們的訪問(wèn)受到限制，但可以將它們用于快速暫存。 可以使用MOV、CMP和ADD指令對(duì)高寄存器操作。,2.6.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織,2.6.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織,ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)之間寄存器的關(guān)系 Thumb狀態(tài)R0R7與ARM狀態(tài)R0R7相同； Thumb狀態(tài)CPSR和SPSR與ARM狀態(tài)CPSR和SPSR相同； Thumb狀態(tài)SP映射到ARM狀態(tài)R13； Thumb狀態(tài)LR映射到ARM狀態(tài)R14； Thumb狀態(tài)PC映射到ARM狀態(tài)PC（R15）。,Thumb狀態(tài)寄存器在ARM狀態(tài)寄存器上的映射,低

45、寄存器,高寄存器,程序狀態(tài)寄存器CPSR(1)+SPSR(5),CPSR反映了當(dāng)前處理器的狀態(tài)： 個(gè)條件代碼標(biāo)志； 2個(gè)中斷控制位； 5個(gè)對(duì)當(dāng)前處理器模式進(jìn)行編碼的位； 1個(gè)指示當(dāng)前執(zhí)行指令的工作狀態(tài)位； 保留位。,SPSR：備份程序狀態(tài)字，保存異常事件發(fā) 生之前的CPSR,每個(gè)異常模式帶有一個(gè)備份程序狀態(tài)寄存器，用于保存在異常事件發(fā)生之前的CPSR；CPSR和SPSR通過(guò)特殊指令進(jìn)行訪問(wèn)。,2.6.3 程序狀態(tài)寄存器,條件代碼標(biāo)志,保留,控制位,溢出標(biāo)志,進(jìn)位或借位擴(kuò)展,零,負(fù)或小于,IRQ禁止,FIQ禁止,狀態(tài)位,模式位,N,Z,C,V,I,T,F,CPSR寄存器的格式,大多數(shù)“數(shù)值處理指

46、令”可以選擇是否影響條件代碼標(biāo)志位（指令帶S后綴）；但有些指令執(zhí)行總是影響條件代碼標(biāo)志。 所有ARM指令都可按條件來(lái)執(zhí)行，而Thumb指令中只有分支指令可按條件執(zhí)行。,運(yùn)算結(jié)果的最高位反映在該標(biāo)志位。對(duì)于有符號(hào)二進(jìn)制補(bǔ)碼，結(jié)果為負(fù)數(shù)時(shí)N=1，結(jié)果為正數(shù)或零時(shí)N=0；,指令結(jié)果為0時(shí)Z=1（表示比較結(jié)果“相等”），否則Z=0；,當(dāng)進(jìn)行加法運(yùn)算，并且最高位產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)C=1，否則C=0。 當(dāng)進(jìn)行減法運(yùn)算，并且最高位產(chǎn)生借位時(shí)C=0，否則C=1。 對(duì)于移位操作指令，C為從最高位最后移出的值，其它指令C通常不變；,當(dāng)進(jìn)行加法/減法運(yùn)算，并且發(fā)生有符號(hào)溢出時(shí)V=1，否則V=0，其它指令V通常不變。,保留位被保留將來(lái)使用。為了提高程序的可移植性，當(dāng)改變CPSR標(biāo)志和控制位時(shí)，請(qǐng)不要改變這些保留位。另外，請(qǐng)確保您程序的運(yùn)行不受保留位的值影響，因?yàn)閷?lái)的處理器可能會(huì)將這些位設(shè)置為1或者0。,2.6.3 程序狀態(tài)寄存器,CPSR模式位設(shè)置表,注意：不是所有模式位的組合都定義了有效的處理器模式，