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[机器人技术文章]ARM基础知识      
时间:2008-05-10   来源:机器人   作者:Jiqiren.net  关注指数:

CPSR格式如下所示。SPSR和CPSR格式相同。

 31  30  29  28  27           26           7  6  5  4  3  2  1  0

 N   Z   C   V   Q          DNM(RAZ)       I  F  T  M4 M3 M2 M1 M0

***条件标志位***
N——本位设置成当前指令运算结果的bit[31]的值。当两个表示的有符号整数运算时,n=1表示运算结果为负数,n=0表示结果为正书或零。
z——z=1表示运算的结果为零;z=0表示运算的结果不为零。对于CMP指令,Z=1表示进行比较的两个数大小相等。
C——下面分四种情况讨论C的设置方法:
 在加法指令中(包括比较指令CMP),当结果产生了进位,则C=1,表示无符号运算发生上溢出;其他情况C=0。
 在减法指令中(包括减法指令CMP),当运算中发生错位,则C=0,表示无符号运算数发生下溢出;其他情况下C=1。
 对于包含移位操作的非加碱运算指令,C中包含最后一次溢出的的位的数值
 对于其他非加减运算指令,C位的值通常不受影响
V——对于加减运算指令,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表示符号为溢出;通常其他指令不影响V位。

 

***Q标识位***

在ARM V5的E系列处理器中,CPSR的bit[27]称为q标识位,主要用于指示增强的dsp指令是否发生了溢出。同样的spsr的bit[27]位也称为q标识位,用于在异常中

断发生时保存和恢复CPSR中的Q标识位。
在ARM V5以前的版本及ARM V5的非E系列的处理器中,Q标识位没有被定义。


***CPSR中的控制位***

CPSR的低八位I、F、T、M[4:0]统称为控制位。当异常中断发生时这些位发生变化。在特权级的处理器模式下,软件可以修改这些控制位。

**中断禁止位:当I=1时禁止IRQ中断,当F=1时禁止FIQ中断

**T控制位:T控制位用于控制指令执行的状态,即说明本指令是ARM指令还是Thumb指令。对于ARM V4以更高版本的T系列ARM处理器,T控制位含义如下:

 T=0表示执行ARM指令

 T=1表示执行Thumb指令

对于ARM V5以及更高版本的非T系列处理器,T控制位的含义如下

 T=0表示执行ARM指令

 T=1表示强制下一条执行的指令产生未定指令中断

***M控制位***

M控制位控制处理器模式,具体含义如下:

 M[4:0]       处理器模式      可访问的寄存器

 ob10000  user                  pc,r14~r0,CPSR

 0b10001  FIQ                   PC,R14_FIQ-R8_FIQ,R7~R0,CPSR,SPSR_FIQ

 0b10010  IRQ                   PC,R14_IRQ-R13_IRQ,R12~R0,CPSR,SPSR_IRQ

 0B10011  SUPERVISOR     PC,R14_SVC-R13_SVC,R12~R0,CPSR,SPSR_SVC

 0b10111  ABORT             PC,R14_ABT-R13_ABT,R12~R0,CPSR,SPSR_ABT

 0b11011  UNDEFINEED     PC,R14_UND-R8_UND,R12~R0,CPSR,SPSR_UND

 0b11111  SYSTEM           PC,R14-R0,CPSR(ARM V4以及更高版本)


***CPSR中的其他位***
这些位用于将来扩展。应用软件不要操作这些位。
在ARM体系中通常有以下3种方式控制程序的执行流程:
**在正常执行过程中,每执行一条ARM指令,程序计数器(PC)的值加4个字节;每执行一条Thumb指令,程序计数器寄存器(PC)加2个字节。整个过程是按顺序执行。
**跳转指令,程序可以跳转到特定的地址标号处执行,或者跳转到特定的子程序处执行。其中,B指令用于执行跳转操作;BL指令在执行跳转操作同时,保存子程序的返回地址;BX指令在执行跳转操作同时,根据目标地址为可以将程序切换到Thumb状态;BLX指令执行3个操作,跳转到目标地址处执行,保存子程序的返回地址,根据目标地址为可以将程序切换到Thumb状态。
**当异常中断发生时,系统执行完当前指令后,将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。当异常中断处理程序执行完成后,程序返回到发生中断指令的下条指
令处执行。在进入异常中断处理程序时,要保存被中断程序的执行现场,从异常中断处理程序退出时,要恢复被中断程序的执行现场。
ARM中异常中断的种类
**复位(RESET)**
当处理器复位引脚有效时,系统产生复位异常中断,程序跳转到复位异常中断处理程序处执行。复位异常中断通常用在下面几种情况下:系统加电时;系统复位时;跳转到复位中断向量处执行成为软复位。

**未定义的指令**
当ARM处理器或者是系统中的协处理器认为当前指令未定义时,产生未定义的指令异常中断,可以通过改异常中断机制仿真浮点向量运算。

**软件中断**
这是一个由用户定义的中断指令。可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。在实时操作系统中可以通过该机制西线系统功能调用。

**指令与取终止(PrefechAbort)**
如果处理器预取的指令的地址不存在,或者该地址不允许当前指令访问,当被预取的指令执行时,处理器产生指令预取终止异常中断。

**数据访问终止(DATAABORT)
如果数据访问指令的目标地址不存在,,或者该地址不允许当前指令访问,处理器产生数据访问终止异常中断

**外部中断请求(IRQ)**
当处理器的外部中断请求引脚有效,而且CPSR的寄存器的I控制位被清除时,处理器产生外部中断请求异常中断。系统中个外设通过该异常中断请求处理服务。

Tags:ARM基础    

     
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