ARM处理器架构----处理器的工作状态

      之前，一直都在看arm的驱动开发，最近看了ucos，同时也开始对arm的架构有了更深入一点的了解。大学学微机原理的时候学的是x86的架构，它和arm还是有挺多区别的。下面就整理一些自己的所学和在网上转载的关于arm架构的内容。有一本很好的讲arm架构的书：《ARM System Developer's Guide》。

      从编程人员的视角来看,arm核是由数据总线连接的功能单元组成,如下图所示:

        

        数据通过数据总线流向处理器核心,这里的数据可以是将要执行的指令,也可以是数据项.上面的图是Von Neumann体系的arm核,数据项和指令共用同一总线.而哈佛结构体系的arm核就会用两个不同的总线.就像所有的RISC处理器,arm采用load-store体系结构.也就是说它含有两条不同的指令类型来出入处理器.load指令将数据从内存拷贝到寄存器,store指令是将数据从寄存器拷贝到内存.没有直接操作内存中数据的数据处理指令.数据的处理离不开寄存器.

        ARM指令一般有两个源寄存器,Rn和Rm,和一个目的寄存器,Rd. ARM的一个重要特性是Rm可以在送入ALU之前被桶型移位器做预处理,这样就会有很多形式的表达式和寻址方式. 后面再写博客记录一下arm中的指令集。

        下面介绍ARM处理器的几个关键分量:寄存器,当前程序状态寄存器和流水线

一、寄存器。

        arm核一共有37个寄存器，有7种工作模式。其中在任一种工作模式下，可见的寄存器通常有18个（在user/system模式下可见的是17个）。另外，某几个寄存器（sp、lr、spsr）在不同的模式下对应的是不同的寄存器，所以总数加起来共有37个。所有的寄存器都是32bit大小.

        18个活动的寄存器包括：16个数据寄存器和2个程序状态寄存器.

      （1）数据寄存器由r0--r15表示. 其中r0-r12是通用寄存器，r13-r15是三个特殊的寄存器。

        r13通常用作栈指针(sp),存储当前处理器工作模式下的栈顶;

        r14被称作链接寄存器(lr),当发生函数调用时存放当前的pc指针，作为子程序的返回地址;