ARM LINUX arm经典300问

【ARM 架构基础知识】 ARM 架构是广泛应用于嵌入式系统和移动设备的一种精简指令集（RISC）架构。它以其低功耗、高性能的特点被许多微控制器和智能手机处理器所采用。以下是 ARM 架构的一些核心知识点： 1. **CPU 模式**：在 ARM 架构中，处理器在复位后会启动于管理模式，这是系统初始化和执行关键任务时使用的模式。CPU 模式包括用户模式（USR）、系统模式（SYS）、中断服务模式（IRQ）、快速中断模式（FIQ）、管理模式（ SVC）和未定义模式等。 2. **指令编码与移位操作**：ARM 指令集允许使用立即数进行操作，但受到指令长度的限制。对于立即数，如在 MOV 指令中，8 位图立即数是指一个 0-255 之间的数通过循环右移偶数位来表示。例如，0xF0000001 是 0x1F 循环右移 4 位得到的，这是合法的因为移位偶数位可以保持 8 位数值的完整性。 3. **LDR 指令**：LDR 用于从内存中加载数据到寄存器。在示例中，`LDR R0, [R1], #-4` 是一种后索引寻址方式，意味着先读取 R1 指向的内存内容到 R0，然后将 R1 减 4 存回 R1，即先读后修改。 4. **CPSR 寄存器**：Current Program Status Register (CPSR) 保存了处理器状态，包括工作模式、中断标志等。读取 CPSR 可以确定当前代码段运行在哪种模式下。 5. **过程调用标准**：在 ARM Thumb 模式中，为了节省资源，只保护 R0-R3 和 R12 寄存器，其他寄存器的保存和恢复取决于特定的过程调用标准，如 AAPCS (ARM Application Binary Interface, Abstract State)。 6. **指令错误分析**：错误 `out of the range of operation` 表示操作数超出了指令支持的范围。在 ARM 中，某些指令如 MOV 只能处理 8 位位图数。 7. **用户可见寄存器**：在 ARM7TDMI-S 中，37 个用户可见寄存器指的是程序员可以直接访问的寄存器，例如 R8 和 R8_fiq 分别对应普通模式和快速中断模式，它们是独立的物理寄存器。 8. **工作模式的限制**：USR 模式（用户模式）通常用于应用程序执行，不允许直接访问 CPSR 寄存器。SVC 模式（服务模式）通常用于系统调用和内核服务，IRQ 模式用于处理中断事件，其权限高于用户模式。 9. **堆栈初始化与工作模式**：初始化堆栈时，通过设置 CPSR 内的模式位来决定处理器后续运行的工作模式。 10. **文字池（Constant Pool）**：在 ARM 汇编编程中，文字池是一个存储常量和地址的地方，程序在运行时可以引用这些值，减少指令中立即数的使用，提高代码效率。 以上是 ARM 架构中关于 CPU 模式、指令编码、寄存器使用、工作模式切换、堆栈初始化以及汇编编程概念的一些基本知识。了解这些知识点有助于深入理解和开发基于 ARM 的 Linux 系统。