EBU5476 Microprocessor System Design北邮微处理器tutorial for week one

R0-R12 

The LR is used to store the return address of a subroutine or a function call

• The program counter (PC) will load the value from LR after a function is finished

xPSR: combined Program Status Register

• Provides information about program execution and ALU flags

• Application PSR (APSR)

• Interrupt PSR (IPSR)

• Execution PSR (EPSR)

16的8次方=2的32次方=2的三十次方*4

注意这里1GB=2**30 和常规不同

1. 在 Cortex - M4 中，1MB 的 SRAM 位带区存在位带特性。对于位带区，每一个 32 字节的内存块（称为位带别名区）对应位带区中的 1 字节。总共1MB∗32 位

Aalias​=0x22000000+((Abit−band​−0x20000000)×32)+(bit number×4)

取最小的两个

取最小的四个

signed符号拓展，取最小的两个，用F替换前面的所有0

操作名要背

第一次先将0x87654321存入r0，shift r0到0x20000004

第二次直接先将r0 shift到0x20000008，r1写入新的r0，写完后将r0 shift到r0+4 0x200000C

最后一次正常往后写

所以选A

Lowest register对应Lowest memory，

push with the lowest， pop with the lowest

括号里的顺序不重要

但注意下题单独记忆

多次push，后续的memory address 会越来越小，反过来后续的pop在register中越来越大

1. ADDS r3, r0, r1, LSL #4

• 指令含义：将 r1 逻辑左移 4 位（r1 变为 0x00000010 ），然后与 r0 相加，结果存到 r3 ，同时更新标志位。

• 计算过程：0xFFFFFFFE + 0x00000010 = 0x0000000E 。

  • N（Negative）：结果为正，所以 N = 0 。

  • Z（Zero）：结果不为 0，所以 Z = 0 。

  • C（Carry）：加法过程有进位（从全 F 加出了非全 F 的结果），所以 C = 1 。

  • V（Overflow）：没有发生溢出（运算前后符号未改变 ），所以 V = 0 。

2. SUBS r3, r0, r0

• 指令含义：r0 - r0 ，结果存到 r3 并更新标志位。

• 计算过程：0xFFFFFFFE - 0xFFFFFFFE = 0x00000000 。

  • N（Negative）：结果为正，所以 N = 0 。这个只看首位是否是1

  • Z（Zero）：结果为 0，所以 Z = 1 。

  • C（Carry）：减法可看作加法逆运算，相当于加上补码，这里操作数相同，有借位（相当于进位 ），所以 C = 1 。

  • 对于 SUBS r3, r0, r0 （r0 = 0xFFFFFFFE ）的分析

  • 计算 r0 - r0 ，即 0xFFFFFFFE - 0xFFFFFFFE ，转换为加法就是 0xFFFFFFFE + (- 0xFFFFFFFE) 。
  • - 0xFFFFFFFE 的补码计算：0xFFFFFFFE 按位取反得到 0x00000001 ，再加 1 得到 0x00000002 。
  • 那么 0xFFFFFFFE + 0x00000002 ，在 32 位二进制加法运算中，从右往左逐位相加，会产生进位（最右边的位相加就会进位 ），一直到最高位，最终结果是 0x00000000 。
  • 这里产生的进位，在减法中就相当于借位 。在 ARM 指令集中，对于减法操作，当有借位时（等同于这种加法形式下的进位 ），进位标志 C 就会被置为 1 。所以在 SUBS r3, r0, r0 这个操作中，C = 1 。

  • V（Overflow）：没有溢出（运算前后符号未改变 ），所以 V = 0 。

  • (例如两个很大的负数相加突然变成正数才算overflow）

3. ADDS r3, r0, r2

• 指令含义：r0 + r2 ，结果存到 r3 并更新标志位。

• 计算过程：0xFFFFFFFE + 0xFFFFFFFD = 0xFFFFFFFB 。

  • N（Negative）：结果为负，所以 N = 1 。

  • Z（Zero）：结果不为 0，所以 Z = 0 。

  • C（Carry）：加法有进位（从全 F 加出了非全 F 的结果 ），所以 C = 1 。

  • V（Overflow）：没有溢出（运算前后符号未改变 ），所以 V = 0 。

4. LSRS r3, r0, #1

• 指令含义：将 r0 逻辑右移 1 位，结果存到 r3 并更新标志位。

• 计算过程：0xFFFFFFFE 逻辑右移 1 位是 0x7FFFFFFF 。

  • N（Negative）：结果为正，所以 N = 0 。

  • Z（Zero）：结果不为 0，所以 Z = 0 。

  • C（Carry）：逻辑右移，移出的最低位为 0，所以 C = 0 。

  • V（Overflow）：逻辑右移不产生溢出，所以 V = 0 。。

5. ASRS r3, r1, #1

• 指令含义：将 r1 算术右移 1 位，结果存到 r3 并更新标志位。

• 计算过程：r1 = 0x00000001 ，算术右移 1 位后为 0x00000000 。

  • N（Negative）：结果为正，所以 N = 0 。

  • Z（Zero）：结果为 0，所以 Z = 1 。

  • C（Carry）：算术右移，移出的最低位为 1，所以 C = 1 。

  • V（Overflow）：算术右移不产生溢出，所以 V = 0 。

6. ANDS r3, r0, r2

• 指令含义：r0 与 r2 按位与，结果存到 r3 并更新标志位。

• 计算过程：0xFFFFFFFE & 0xFFFFFFFD = 0xFFFFFFFC 。

  • N（Negative）：结果为负，所以 N = 1 。

  • Z（Zero）：结果不为 0，所以 Z = 0 。

  • C（Carry）：按位与操作不影响进位标志，这里保持初始值（初始为 0 ），但题目中用 x 表示未定义，对于按位与操作确实不明确进位的定义情况，所以这里标志位情况合理。

  • V（Overflow）：按位与操作不产生溢出，这里标志位用 x 表示未定义也合理。

看书，略