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ARM基础知识二

分类：项目管理

2006-10-25 09:42:59

ARM基础知识二

***************************************************************
液晶俱乐部:Cws:d:gq X D.c sL{
程序状态寄存器
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑2}(uPQf;`n
***************************************************************
CPSR(当前程序状态寄存器)在任何处理器模式下被访问。它包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志以及其他的一些控制和状态位。每一种处理器
+q"iXi c8e
模式下都有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR（备份程序状态寄存器） &t b _$XQ
d$c
。当特定的异常中断发生时，这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容。在异常中断退出时，可以用SPSR来恢复CPSR。由于用户模式和系统模式不是异常

中断模式，所以他没有SPSR。当用户在用户模式或系统模式访问SPSR，将产生不可预知的后果。液晶俱乐部#ZX2wJydb
CPSR格式如下所示。SPSR和CPSR格式相同。 ?E yl;wW+KB%}
液晶俱乐部bM
L:Vga
31 30 29 28 27 26 7 6 5 4 3 2 1 0 pV y5_)k}X` ei1i){
N Z C V Q DNM(RAZ) I F T M4 M3 M2 M1 M0
液晶俱乐部)OEhx`5l(g

***条件标志位*** )\t;A0t)D
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。液晶俱乐部 L
Ei3g*h7AU"S'U

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。
#P]3L5u&\c Eb
C——下面分四种情况讨论C的设置方法： Z+|0E(u
VH
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。 1v
h"?n2V3^A]
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。液晶俱乐部W9hz(bkK2f2{bK q
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 N2p
NM f
J D|:Md4i ^g!y
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。
/g9g!u*C,up/QA`
**中断禁止位：当I=1时禁止IRQ中断，当F=1时禁止FIQ中断液晶俱乐部-|:lV
{0?pk
S)m.P
v;h(ig5b]T9kpm
**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：液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑
@+V6Zm G,`
T=0表示执行ARM指令 D;ftZ7[
T=1表示执行Thumb指令液晶俱乐部p]IEPl$B
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 /m h@)y)}D&?
T=0表示执行ARM指令 &\0hD
i1RM|/_
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： LmW;i5u:mN
液晶俱乐部[*Y gK)L7t^2_0go
M[4:0] 处理器模式可访问的寄存器液晶俱乐部?C1{3Q6`
ob10000 user pc,r14~r0,CPSR
0b10001 FIQ PC,R14_FIQ-R8_FIQ,R7~R0,CPSR,SPSR_FIQ PMF%qV'LQA
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 9A
g&l;L8N7N
0b11011 UNDEFINEED PC,R14_UND-R8_UND,R12~R0,CPSR,SPSR_UND { |/R | i
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。

)J3L[1|J5N
ARM基础知识三液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑7G$n
vW,^$`1Z

在ARM体系中通常有以下3种方式控制程序的执行流程： N-f0L&D [v6z2^

**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，保存子程液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑z,f_C:p} g{
jH I;D9O
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 'c6L1hIbE?R
U:S_
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑
[ WG1Q)Hn
地址，根据目标地址为可以将程序切换到Thumb状态。液晶俱乐部Lu3wSs)z{Xo,AJ
1n.v/\N#}:\
**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 (BVR KG6p

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。_%Gs L"r&X9X-aN
ARM基础知识四
ARM中异常中断的种类液晶俱乐部:jB.FG2S\:}
9mngf,ij$Pe:C;S
**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** 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑kb^0lI
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。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑p C
c1_`@

**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。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑J2p8GvGJ7Gf;f
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑1@R&h@*Z{$n!E
**指令与取终止（PrefechAbort)** ~b
TY
M/h u]
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。
#feKAd7\"|n#PE3b
**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液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑D(UJ] kA

**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。
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑[)S7@ Bl$V/^:z
**快速中断请求（FIQ）**
当处理器的外部快速中断请求引脚有效，而且CPSR的F控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断 $v0iT Zz#K
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑6SfH%O+Q
异常中断向量表及异常中断优先级
中断向量表指定了个异常中断及其处理程序的对应关系。他通常存放在存储地址的低端。在ARM体系中，异常中断向量表的大小为32字节，其中每个异常中断占据4个字节大小，保留了4个字节空间。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑:u#BDK
G+O ^JL.? p o
每个异常中断对应的中断向量表中的4个字节的空间中存放了一个跳转指令或者一个向PC寄存器中赋值的数据访问指令。通过这两种指令，程序将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。当几个异常中断同时发生时，就必须按照一定的次序来处理这些异常中断。

各个异常中断的中断向量地址以及中断的处理优先级液晶俱乐部!jx7Zq2S5I
中断向量地址异常中断类型异常中断模式优先级（6最低）液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑"@ J$Z#m0v4_#w/Tn
Q
0x00 复位特权模式 1 '[ H Q f3`6^C
0x04 未定义的指令未定义指令终止模式 6
0x08 软件中断特权模式 6
0x0C 指令预取终止终止模式 5 ;qr
aK$M R
0x10 数据访问终止终止模式 2
0x14 保留未使用未使用
0x18 外部中断请求 IRQ模式 4
0x1C 快速中断请求 FIQ模式 3
ARM基础知识五液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑oq.b }z&N)c`

在应用程序中安装异常中断处理程序
1.使用跳转指令：可以在异常中断对应异常向量表中特定位置放置一条跳转指令，直接跳转到该异常中断的处理程序。这种方法有一个缺点，即只能在32M空间范围内跳转。 ^s.Y!P|oA"n V6u
2.使用数据读取指令LDR：使用数据读取指令LDR向程序计数器PC中直接赋值。这种方法分为两步：先将异常中断处理程序的绝对地址存放在存放在距离向量表4KB范围内的一个存储单元中；再使用数据读取指令LDR将该单元的内容读取到程序计数器PC中。
液晶俱乐部"y'CPfw"\
**在系统复位时安装异常中断处理程序**
1.地址0x00处为ROM的情况液晶俱乐部_%g] JE0e
使用数据读取指令LDR示例如下所示： ,Kd#l4Jh)cA
Vector_Init_Block :\;r7b1D
u jz S
LDR PC, Reset_Addr
LDR PC, Undefined_Addr 液晶俱乐部-bo(ze"{%j`,^
LDR PC, SW_Addr
LDR PC, Prefeth_Addr
LDR PC, Abort_Addr 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑l b VHI ?V ki
NOP 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑3^&x%h+B @!z0U
LDR PC, IRQ_Addr
LDR PC, FIQ_Addr

Reset_Addr DCD Start_Boot
Undefined_Addr DCD Undefined_Handle 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑+sI0c$c\Ph?
SW_Addr DCD SWI_Handle
Prefeth_Addr DCD Prefeth_Handle
Abort_Addr DCD Abort_Handle q:F8a4H.FH.D?5[
DCD 0 S/O:^8a9\7C^
IRQ_Addr DCD IRQ_Handle 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑Z:Qb-x;Fl\
FIQ_Addr DCD FIQ_Handle
使用跳转指令的示例如下所示：
Vector_Init_Block
BL Reset_Handle
BL DCD Undefined_Handle
BL SWI_Handle
BL Prefeth_Handle 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑A8nQ`-h GJ
BL Abort_Handle
NOP 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑0LKZm/V^3k
BL IRQ_Handle
BL FIQ_Handle 液晶俱乐部
h FN5l?G9M S
2.地址0x00处为RAM的情况 1I8pfj0K
地址0x00处为RAM时，中断向量表必须使用数据读取指令直接指向PC中赋值的形式。而且，必须使用下面的代码巴中断向量表从ROM中复制到RAM中地址0x00开始处的存储空间中：

MOV r8,#0 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑.K-t)Dh9n%s2M
ADR r9,Vector_Init_Block
;复制中断向量表（8字） U7A$u)f+`1b
LDMIA r9!,(r0-r7) 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑 X6d"I:`)J
STMIA r8!,(r0-r7)
;复制保存各中断处理函数地址的表（8字words）
LDMIA r9!,(r0-r7) 'LG5Dl$A/~*d
|
STMIA r8!,(r0-r7)
L"@3Nxe ~wQ

?8Q9s@h*Y/qQ液晶俱乐部ARM基础知识六

********************************************* &]`D }ZX
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑
X-?*{-HX,G1nf
ARM存储系统概述液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑 fi;_1D6k r
RS)[9K&M1D
Y9R
W
********************************************* 液晶俱乐部2d8S] H{.^1t'{ Y8u
ARM存储系统的体系结构适应不同的嵌入式应用系统的需要差别很大。最简单的存储系统使用平办事的地址映射机制，就像一些简单的弹片机系统中一样，地址空间的分配方式是固定的，系统各部分都使用物理地址。而一些复杂系统可能包括下面的一种或几种技术，从而提供更为强大的存储系统。
}g,IOIlb|
**系统中可能包含多种类型的存储器，如FLASH,ROM,RAM,EEPROM等，不同类型的存储器的速度和宽度等各不相同。
**通过使用CACHE及WRITE BUFFER技术缩小处理器和存储系统速度差别，从而提高系统的整体性能。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑,gjEb*DV8fJ
**内存管理部件通过内存映射技术实现虚拟空间到物理空间的映射。在系统加电时，将ROM/FLASH影射为地址0，这样可以进行一些初始化处理；当这些初始化完成后将RAM地址影射为0，并把系统程序加载到RAM中运行，这样很好地解决了嵌入式系统的需要。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑;O
U6L
`:V}*p
**引入存储保护机制，增强系统的安全性。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑4O5x}1pZ y!B MG%]
**引入一些机制保证I/O操作应设成内存操作后，各种I/O操作能够得到正确的结果。

**与存储系统相关的程序设计指南**
Y-dX]'JF
P`@$O
本节从外部来看ARM存储系统，及ARM存储系统提供的对外接口。本节介绍用户通过这些接口来访问ARM存储系统时需要遵守的规则。

1.地址空间
ARM体系使用单一的和平板地址空间。该地址空间大小为2^32个8位字节，这些字节的单元地址是一个无符号的32位数值，其取值范围为0~2^32-1。ARM地址空间也可以看作是2^30个32位的字单元。这些字单元的地址可以被4整除，也就是说该地址低两位为0b00。地址为A的字数据包括地址为A、A+1、A+3、A+3 4个字节单元的内容。
各存储单元的地址作为32为无符号数，可以进行常规的整数运算。这些运算的结果进行2^32取模。
程序正常执行时，每执行一条ARM指令，当前指令计数器加4个字节；每执行一条Thumb指令，当前指令计数器加2个字节。但是，当地址上发生溢出时，执行结果将是不可预知的。
2.存储器格式液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑{^Gi h9e U.o
在ARM中，如果地址A是字对齐的，有下面几种：
**地址为A的字单元包括字节单元A,A+1,A+2,A+3。
**地址为A的班子单元包括字节单元A,A+1。
**地址为A+2的半字单元包括字节单元A+2,A=3.
**地址为A的字单元包括半字节单元A，A+2。
在big-endian格式中，对于地址为a的字单元其中字节单元由高位到低位字节顺序为A,A+1,A=2，A+3;这种存储器格式如下所示：液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑 \Rg,cV [

31 24 23 16 15 8 7 0
--------------------------------------------------------------------
字单元A |
-------------------------------------------------------------------- )cE1k{2F3B$D,Oy4Eo:G
半字单元A | 半字单元A+2 | 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑j0NS T&|en+KU
--------------------------------------------------------------------
字节单元A | 字节单元A+1 | 字节单元A+2 | 字节单元A+3| 7F%tF2z2xV
-------------------------------------------------------------------- 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑@!cmGj1xUQ

在little-endian格式中，对于地址为A的字单元由高位到低位字节顺序为A+3,A+2,A+1,A，这种存储格式如下所示 ,qf$dq7y;^T

31 24 23 16 15 8 7 0
-------------------------------------------------------------------- M
zP6B @Qpg&a
字单元A |
--------------------------------------------------------------------
半字单元A+2 | 半字单元A |
n[
Y/pq4Wc
-------------------------------------------------------------------- A8ePu{8Y
字节单元A+3 |字节单元A+2 | 字节单元A+1 | 字节单元A |
--------------------------------------------------------------------
4HYIN G]+qla
在ARM系统中没有提供指令来选择存储器格式。如果系统中包含标准的ARM控制协处理器CP15，则CP15的寄存器C1的位[7]决定系统中存储器的格式。当系统复位时，寄存器C1的[7]值为零，这时系统中存储器格式为little-endian格式。如果系统中采用的是big-endian格式，则复位异常中断处理程序中必须设置c1寄存器的[7]位。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑+G Zvv(vw.JM

3.非对齐的存储访问操作
非对齐：位于arm状态期间，低二位不为0b00；位于Thumb状态期间，最低位不为0b0。
3.1非对齐的指令预取操作 "zr,_ h
f5b4z CeW
如果系统中指定当发生非对齐的指令预取操作时，忽略地址中相应的位，则由存储系统实现这种忽略。
3.2非对齐的数据访问操作 Q/M5in2A$x-m`:p3M-h
对于LOAD/STORE操作，系统定义了下面3中可能的结果： (d3I9t.lR&I
***执行结果不可预知
***忽略字单元地址低两位的值，即访问地址为字单元；忽略半字单元最低位的值，即访问地址为半字单元。 `1B6B;TE T/hX
***由存储系统忽略字单元地址中低两位的值，半字单元地址最低位的值。

4.指令预取和自修改代码
当用户读取PC计数器的值时，返回的是当前指令下面的第二条指令的地址。对于ARM指令来说，返回当前指令地址值加8个字节；对于Thumb指令来说，返回值为当前指令地址值加4个字节。
自修改代码指的是代码在执行过程中修改自身。应尽量避免使用。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑'z#rZ0~)?)tt6Q
5.存储器映射的I/O空间
在ARM中，I/O操作通常被影射为存储器操作。通常需要将存储器映射的I/O空间设置成非缓冲的。
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑 p5rJEz0v(DJ2[
ARM基础知识七3sWR:V'J#C&^a
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑0U TIY;N@
************************************************************
7LE!Wd(m
ARM编译器支持的数据类型

************************************************************ 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑I o]uE?mhVI
数据类型长度（位）对齐特性
Char 8 1(字节对齐) "u)Za@0Q;m
short 16 2(百字对齐)
Int 32 4(字对齐)
Long 32 4(字对齐)
Longlong 64 4(字对齐) 液晶俱乐部4pwY7D2OC[Vu2B
Float 32 4(字对齐)
Double 64 4(字对齐)
Long double 64 4(字对齐) 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑sCZj.?N:dY
All pointers 32 4(字对齐)
Bool(C++ only) 32 4(字对齐) 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑8n6i9L7r N.e+H-WO
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑gB.C:r[)gV
1.整数类型 $e\MZp}8y]
在ARM体系中，整数类型是以2的补码形式存储的。对于long long类型来说，在little endian内存模式下，其低32位保存在低地址的字单元中，高32为保存在高地址的字单元中；在big endian模式下，其低32位保存在高地址的字单元中，高32为保存在低地址的字单元中。对于整型数据的操作遵守下面的规则：
**所有带符号的整型书的运算是按照二进制的补码进行的。
**带符号的整型数的运算不进行符号的扩展。
**带符号的整型数的右移操作是算数移位。 OM$D7g?f7@0a b
**制定的移位位数的数是8位的无符号数。
**进行移位操作的数被作为32位数。 K L#O!U{&k8g'^
sPS
**超过31位的逻辑左移的结果为0。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑\U?2?f
**对于无符号数和有符号的正数来说，超过32位的右移操作结果为0；对于有符号的负数来说，超过32位的右移操作结果为-1。
**整数除法运算的余数和除数有相同的符号。
**当把一个整数截断成位数更短的整数类型的数时，并不能保证所得到的结果的最高位的符号位的正确性。
**整型数据之间的类型转换不会产生异常中断。
**整型数据的溢出不会产生异常中断。
**整型数据除以0将会产生异常中断。
2.浮点数液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑e,t7wuvF
在ARM体系中，浮点数是按照IEEE标准存储的。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑 fjVE1n8y5fy2S
**float类型的数是按照IEEE的单精度数表示的。
**double和long double 是用IEEE的双精度数表示的。 g[Z3ZiD1{
对于浮点数的操作遵守下面的规则：
**遵守正常的IEEE754规则。 l5H+a+b"YY5xB*jE
**当默认情况下禁止浮点数运算异常中断。 t \5v_ {A,R'X$K
**当发生卷绕时，用最接近的数据来表示。
`)SF"dwm~/A
3.指针类型的数据液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑EPc3mf
下面的规则适用于处数据成员指针以外的其他指针：
TJP*R0mY6E/e"[
**NULL被定义为0。 Ot)tA1S%J"Yz
**相邻的两个存储单元地址相差一。
**在指向函数的指针和指向数据的指针进行数据转换时，编译器将会产生警告信息。
**类型size_t被定义为unsigned int.
**类型ptrdiff_t被定义为signed int。
**两个指针类型的数据相减时，结果可以按照下面的公式得到。
((int)a-(int)b)/(int)sizeof(type pointed to) 4Kg.\ Ij A1N9{n!~W
这时，只要指针所指的对象不是pack的，其对齐特性能够满足整除的要求。

ARM基础知识八&z'ks|z:j|

*****************************************************

ARM编译器中预定义的宏 K)gK7[i}

*****************************************************
ARM编译器预定义了一些宏，这些预定义宏对应一定的数值，有些预定义宏没有对应数值，见下表：

_arm _ 使用编译器armcc,tcc,armcpp,tcpp时
z[!vb4m\2{5Hf*{
_ARMCC_VERSION Ver 代表编译器版本号，其格式为：
PVtbbb，其中：液晶俱乐部i
j;m$C*L%R
P为产品编号（1代表ADS）液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑
['Aa*l3m ?
V为副版本号（1代表1.1）
T为补丁版本号（0代表1.1）液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑EF_h!i
? \0VR[
bbb为build号（比如650）液晶俱乐部Xi O5|6~+uJ

_APCS_INTERWORK _ 使用编译选项-apcs/interwork时
HP%sw
A^
_APCS_ROPI _ 使用编译选项apcs/ropi时
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑f
g;R?*k+}
Z
_RWPI _ 使用编译选项-apcs/rwpi时

_APCS_SWST _ 使用编译选项-apcs/swst时
%p c%o Fx^?6t#H
_BIG_ENDIAN _ 编译器针对目标系统使用big-endian内存模式时

_cplusplus _ 编译器工作与C++模式时
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑lU\3~"~7T@/d
_CC_ARM _ 返回编译器的名称

_DATE_ date 编译源文件的日期

_embedded_cplusplus 编译器工作于EC++模式时
液晶俱乐部QPd%sn
_FEATURE_SINGED_CHAE 使用编译设置选项-zc时设置该预定义宏
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑?.T m-i2V~`.M1V
_FILE_ name 包含全路径的当前被编译的源文件名称
lG"V&F5ei6K
_func_ name 当前被编译的函数名称液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑2? ~9CaQ

_LINE_ num 当前被编译的代码行号名称 ,y)\1J }2Vu)OI
~9h5]i@+wvI4A-f
F2a
_MOUDLE_ mod 预定义宏_FILE_的文件名称部分

_OPTIMISE_SPACE _ 使用编译选项-OSPACE时
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑u`D4vL/|j:f
_OPTIMISE_TIME _ 使用编译选项-Otime时
&?'e3w&QyP^"[8AU1V
_pretty_func name unmangled的当前函数名称
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑7bdH,EC
_sizeof_int 4 sizeof(int),在预处理表达式中可以使用
)kyJ
Y'?3nY
n@
_sizeof_long 4 sizeof(long),在预处理表达式中可以使用 9e;x.UzqI'Bju

_sizeof_ptr 4 sizeof(void*)在预处理表达式中可以使用
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑RA6Cq
cE%Pl@N
_SOFTFP _ 编译时使用浮点数液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑qv#Ej1MX;|Sb Rj

_ _ 在各种编译器模式下液晶俱乐部"f;hWGvo``l7Ri
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑(J,AcsK*Y{
_STDC_VERSION _ 标准的版本信息 N/g_9f
\$vF
;tPS7u
@RE3zY
_STRICT_ANSI_ _ 使用编译选项-STRICT时
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑q llma.a+O~
_TARGET_ARCH_xx _ xx代表ARM体系编号液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑J8TzCJ

_TARGET_CPU_xx _ xx代表CPU编号
液晶俱乐部*@'u#p!uS
_TARGET_FEATURE_ 当ARM体系支持指令PLD,LDRD,STRD,MCRR,MRRC时
DOUBLEWORD _ 设置该定义宏

_TARGET_FEATURE_ 当系统中包含DSP乘法处理器时，设置该液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑!F
ZY&p t2T
DSPMUL _ 预定义宏 $D7E!O$dU6la {
YW$y
Vl-LZ
_TARGET_FEATURE_ 如果目标ARM体系支持半字访问以及有符号的字节数据 P4Hk,u8Vfc7g M
HALFWORD _ ，设置该预定义宏
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑;wy8R:jS$Z
_TARGET_FEATURE_ 如果目标ARM体系支持长乘法指令MULL和
MULTIPLY _ MUAL,设置该预定义宏
6b;^N
Ib}
_TARGET_FEATURE_ 如果目标ARM体系支持THUMB指令液晶俱乐部0} {(B ^/y T9kf7S
THUMB _ 液晶俱乐部 G(Hd
US(Bpr$^
lV Hb:u8y(|~]u
_TARGET_FPU_xx _ 表示FPU选项，可能取值如下所示：液晶俱乐部;{&u a,rix"zX
_TARGET_FPU_VFP
_TARGET_FPU_FPA
_TARGET_FPU_SOFTVFP
_TARGET_FPU_SOFTVFP_VFP
_TARGET_FPU_SOFTFPA 液晶俱乐部j7J2RoD
h9i ~
_TARGET_FPU_NONE

_thumb _ 编译器为tcc或tcpp时，设置该预定义宏 (y2i\o8h-z

_TIME 源文件编译时间
&nN.pa0w:Ii,t
ARM基础知识九w1{i+Z~

*****************************************************

ARM映像文件液晶俱乐部8z&^\kiY%w$gy
%Af3@ ]~1b8p5r6[
***************************************************** 液晶俱乐部~-B,L m s!`f2cr
!}#E+]9T&h)q
1.ELF格式文件的结构
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑
P8u!Yl
O S ]i

1.1映像文件组成部分 chG{D

[!h8tCWGQ
z
**一个映像文件有一个或多个域组成
**每个域包含一个或多个输出段液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑.M&~+tG]
**每个输出段包含一个或多个输入段液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑k7V1V*[8h Q0f
`hyZw
**各输入段中包含了目标文件中的代码和数据

输入段中包含了四类内容：代码、已经初始化的数据、未经初始化的存储区域、内容初始化成0的存储区域。每个输入段有相应的属性，可以为只读的（RO）、可读写的（RW）以及初始化成0的（ZI）。ARM连接器根据个输入段的属性将这些输入段分组，再组成不同的输出段及域。
一个输出段中包含了一系列的具有相同的RO、RW和ZI属性的输入段。输出段的属性与其中包含的输入段的属性相同。在一个输出段的内部，各输入段是按照一定的规则排序的，这将在1.3节油详细地介绍。
一个域中包含1-3个输出段，其中个输出段的属性各不相同。各输出段的排列顺序是由其属性决定的。其中RO属性的输出段排在最前面，其次是RW属性的输出段，最后是ZI属性的输出段。一个域通常映射到一个物理存储器上，如ROM或RAM。

]X*rQlx
l
1.2ARM映像文件各组成部分的地址影射

S8hL [9B.[1G2f2n L
ARM映像文件各组成部分在存储系统中的地址有两种：一种是映像文件位于存储器中时（也就是该映像文件运行之前）的地址，称之为加载地址；一种是映像文件运行时的地址，称之为运行时地址。之所以有这两种地址，是因为映像文件在运行时，其中的有些域是可以移动的新的存储区域。比如，已经初始化的RW属性的数据所在的段运行之前可能保存系统的ROM中，在运行时，他被移动至RAM中。
通常，一个映像文件包含若干个域，各域又包含若干的输出段。ARM连接器需要知道如下的信息，已决定如何生成相应的映像文件。
**分组信息决定如何将个输入段组织成相应的输出段和域。 A:Lb-l4Z.~ow
**定位信息决定个域在存储空间地址中的起始地址。 0jvrj&k
根据映像文件中地址映射的复杂程度，有两种方法来告诉arm连接器这些相关信息。对于映像文件中地址映射关系比较简单的情况，可以使用命令行选项；对于映像文件中地址映射关系比较复杂的情况，可以使用一个配置文件。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑"|r&J6\D D#~}/k

A(?8X
|Zx
液晶俱乐部uf B8Ae1|y
2.arm映像文件的入口点

液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑8wl6hLG Z
2.1arm映像文件的入口点有两种类型：一种是映像文件运行时的入口点，称为初始入口点（initial entry point），另一种是普通入口点（entry point）. 0wwg)gO)z
初始入口点是映像文件运行时的入口点，每个映像文件只有一个唯一的初始入口点，它保存在ELF头文件中。如果映像文件是被操作系统加载的，操作系统是通过跳转到该初始入口点处来加载该映像文件。
普通的入口点是在汇编中用ENTRY伪操作定义。他通常用于标志该段代码是通过异常中断处理程序进入的。这样连接器删除无用的段时不会将该段代码删除。一个映像文件中可以定义多个普通入口点。
应该注意的是，初始入口点可以使普通入口点，但也可以不是普通入口点。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑&Mn^0\V1k

GG0~b0WA
2.2定义初始入口点
液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑Gdh-Jc
V/|T6Jo?
初始入口点必须满足下面两个条件： B~L
?a:|P
**初始入口点必须位于映像文件的运行时域内。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑,R|$H{,N;i~j0d
**饱含初始入口点的运行时域不能被覆盖，他的加载地址和运行地址必须是相同的。
可以使用连接选项-entry address来指定映像文件的初始入口点。这时，address指定了映像文件的初始入口点的地址值。
对于地址0x0处为rom的嵌入式应用系统，可以使用-entry 0x0来指定映像文件的初始入口点。这样当系统复位后，自动跳转到该入口开始执行。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑DbR,vNr
如果映像文件是被一个加载器加载的，该映像文件该映像文件必须包含一个初始化入口点。这种映像文件通常还包含了其他普通入口点，这些普通入口点一般为异常中断处理程序的入口地址。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑A!\W m2N9PE!E/E#w1N
当用户没有指定-entry address时，连接器根据下面的规则决定映像文件的初始入口点。
\ S
D,C^Fn
**如果输入的目标文件中只有一个普通入口点，该普通入口点被连接器当成映像文件的初始入口点。 X)\0u5tn%R
**如果输入的目标文件中没有一个普通入口点，或者其中的普通入口点多于一个，则连接器生成的映像文件中不包含初始入口点，并产生警告信息。

2.3普通入口点的用法
!TBh([0C.{+I,C
液晶俱乐部Q8v:Rh2HH\U_
普通入口点是在汇编中用ENTRY 伪操作定义。在嵌入式应用中，各异常中断的处理程序入口使用普通入口点标示。这样连接器在删除无用段时不会将该段代码删除。
一个映像文件中可以定义多个普通入口点。没有指定连接选项-entry addres时，如果输入的目标文件中只有一个普通入口点，该入口点被连接器当成映像文件的初始入口点。:@3i~\X{?!A:_
3输入段的排序规则
连接器根据输入段的属性来组织这些输入段，具有相同属性的输入段被放到域中一段连续的空间中，组成一个输出段。在一个输出段中，各输入段的起始地址与

输出段的起始地址和该输出段中个输入段的排列顺序有关。
通常情况下，一个输出段中个输入段的排列顺序由下面几个因素决定的。用户可以通过连接选项-first和-last来改变这些规则。 |_B3h!d'f ?B
**输入段的属性。 f])C%D.yW$r
**输入段的名称
**各输入段在连接命令行的输入段列表中的排列顺序液晶俱乐部2} o$VziJo
按照输入段的属性，其排列顺序如下所示：液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑2F{ h*ik E8qF&`
**只读的代码段
**只读的数据段
**可读写的代码段液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑6c ^`(x ]Zt7e+q
**其他已经初始化的数据段
**未出世化的数据
对于具有相同属性的输入段，按照其名称来排序。这是输入段名称是区分大小写的，按照其ASCII码顺序进行排序。
对于具有相同属性和名城的输入段，按照其在输入段列表中的顺序进行排序。也就是说，几十个输入段的属性和名称保持不变，如果其在编译时，各输入段在输液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑C9S\;y?^,X

入段列表中的排列顺序不同，生成的映像文件也将不同。 \uN-^n
sl:o7}
可以通过连接选项-first和-last来改变这些规则。如果连接时使用了配置文件，可以在配置文件中通过伪属性FIRST和LAST达到相同的效果。 +H#VwK1k/UMI
连接选项-first和-last不能改变根据输入段进行排序的规则，它只能改变根据输入段名称和其在输入列表中的顺序的排序规则。也就是说，如果使用-first指定 *u^B0f$ucpp
液晶俱乐部E2BfG
^Y6RF.L|
一个输入段，只有该输入段所在的输出段位于运行时域的开始位置时，该输入段才能位于整个运行时域的开始位置。 ^:Hb4G3Q9}:v6S@
各个输入段排好顺序后，在确定各个输入段的起始地址之前，何以通过填充补丁是个输入段满足地址对齐的要求。

*********************************************************** 液晶俱乐部sXV~ s'R(A5{

ARM连接器介绍

*********************************************************** c7AV
\h

ARM连接器armlink将编译得到的ELF格式文件以及相关的C/C++运行时库连接生成相应的结果文件。armlink可以完成下面的操作：
**连接编译后得到的目标文件相应的c/c++运行时库，生成可执行的影像文件。 !mF5?)P0GQ Q FZs*c
**将一些目标文件进行连接，生成一个新的目标文件，供将来进一步连接时使用，这成为部分连接。
**指定代码和数据在内存中的位置。
**生成被连接文件的调试信息和相互间的引用信息。 B&]i!G/~d Iv
Armlink在进行部分连接和完全生成可执行文件时作进行的操作是不同的。下面分别介绍： 3NbC9}&U}'h+P"BFg
（1）解析输入的目标文件之间的符号引用关系。
（2）根据输入目标文件对c/c++函数的调用关系，从c/c++运行时库中提取相应模块。
（3）将各个输入段排序，组成相应的输出段。 &m
q/l%J*w(q7ax/^
（4）删除重复的调试信息。 #CM3}zl
（5）根据用户指定的分组和定位信息，建立映像文件的地址映射关系。
（6）重定位需要重定位的值。
（7）生成可执行的映像文件。液晶俱乐部
bp j&O;@5^e
armlink在进行部分连接生成新的目标文件时执行下面的操作。
（1）删除重复的调试信息液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑S.ix1\,O7Wm
（2）最小化符号表的大小
（3）保留那些未被解析的符号 #^_6H0cD[{6X
（4）生成新的目标文件
下面根据各armlink的命令行选项的功能分类列举了armlink的命令行选项，各选项的具体用法将在后面有详细地介绍。 ^g;o h(i8c%J0\
**提供关于armlink的帮助信息液晶俱乐部 L&`|C]P W2f
**指定输出文件的名称和类型：*-output;*-partial;*-elf 液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑$K&^'Uk2p(X(||
**使用选项文件，其中可以包含一些连接选项。液晶|驱动板|DIY|投影|液晶屏|伸缩显示器|车载液晶|ARM|GPS|车载电脑 g
Gh8F_*d
**制定可执行映像文件的内存映射关系。*-rwpi;*-ropi;*-rw_base;*-ro_base;*-spit;*-scatter
**控制可执行映射文件的内容。*-first;*-last M!O?&i8HDt*pA7C
**生成与映像文件的相关信息
**控制armlink生成相关的诊断信息。

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