处理器-复习总结

最新推荐文章于 2024-09-17 13:17:07 发布

千殇华来

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本文围绕嵌入式系统和ARM处理器展开。介绍了嵌入式系统定义、实时系统分类、处理器分类等，阐述了IP核分类、DARTS设计方法及调试方式。还详细讲解了ARM处理器内核命名、协处理器、指令集等知识，以及实验中ARM工作状态切换、驱动程序运行和汇编调用C程序的内容。

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1.国内普遍认同的嵌入式系统定义;实时系统的各种分类。嵌入式处理器的各种分类。

国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以 [ 应用 ] 为中心，以 [ 计算机 ] 技术为基础， [ 软硬件 ] 可裁剪，适应应用系统对功能、 [ 可靠 ] 性、成本、体积、功耗等严格要求的 [ 专用 ] 计算机系统。

这种系统通常被设计用于控制、监测或执行特定的硬件功能，而不是一般计算任务。它包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括专用的处理器、存储器、传感器、执行器和接口电路等。软件部分则包括嵌入式操作系统和应用程序代码，这些代码用于控制硬件执行特定的任务。

实时系统中主要通过三个指标来衡量系统的实时性，分别是：

1. [ 响应时间 ] ；

2. [ 生存时间 ] ；

[ 吞吐量 ] 。

实时系统根据响应时间可分为三种类型，分别是：

1. [ 强 ] 实时系统；

2. [ 弱 ] 实时系统；

[ 一般 ] 实时系统。

实时系统根据系统错过时限的严重性（确定性）可分为两种类型，分别是：

1. [ 硬 ] 实时系统；

2. [ 软 ] 实时系统。

嵌入式处理器可以按照处理能力、功耗、成本等因素进行分类。常见的嵌入式处理器主要包括单片机、数字信号处理器（DSP）、片上系统（SoC）等。

嵌入式处理器根据结构特点，分为四类，分别是：

1. [ 嵌入式 ] 微处理器（EMPU）；

2.微 [ 控制 ] 器（MCU）；

3.数字 [ 信号 ] 处理器（DSP）；

4. [ 片上 ] 系统（SOC）。

2.IP 核各种分类。

IP核，也被称为知识产权核，是已经设计好的具有特定功能电路模块，可以被重复使用。通常，我们将IP核分为软核、固核和硬核三种类型。

SoC的核心技术是IP核，以HDL语言形式交付的IP核称为 [ 软 ] 核；以版图形式交付的IP核称为 [ 硬 ] 核；以网表形式交付的IP核称为 [ 固 ] 核。

3.使用DARTS设计方法的设计步骤。嵌入式系统程序调试内容、方式、方法。

DARTS设计方法的设计步骤是：

1. [ 数据流 ] 分析；

2.划分 [ 任务 ] ；

3.定义任务间的 [ 接口 ] 。

在嵌入式软件使用的调试方式中，只使用PC机（宿主机），不需要使用目标机和其他硬件装置就能完成程序调试的方式是（源程序模拟器方式）。

程序调试方式通常包括以下几种：

静态调试：使用代码分析工具（如Lint）对代码进行静态分析，查找潜在的错误和问题。
动态调试：通过观察程序的执行过程，使用断点、日志输出等方式来调试程序。可以逐步执行代码，观察变量的值和程序的执行流程，以及通过打印日志来查看程序的运行状态和输出结果。
集成调试：将多个模块组合起来进行调试，保证模块之间的接口和通信正确。
性能调试：通过性能分析工具来检测程序的性能瓶颈和资源消耗情况，优化程序的性能。
回归测试：在修改程序或增加新功能后，进行回归测试，确保修改不会引入新的错误或导致系统性能下降。

嵌入式系统程序调试的内容、方式和方法有很多，以下是一些常见的：

软件模拟器：这是一种在宿主机上运行和调试嵌入式应用程序的方法。它通过模拟目标机的指令系统或操作系统的系统调用来实现。这种模拟器可以对目标机的指令执行结果和执行时间进行仿真，对常用外设和中断，甚至是操作系统进行仿真。它可以同时进行软硬件设计，验证软件算法的正确性，评估产品性能。但是，由于是模拟，所以速度较慢，不能仿真与时序有关的错误。
ROM监控器：包括宿主机端的调试器、目标机端的监控器和两者间的连接。调式器与监控器遵循远程调试协议进行通信，一起完成对目标机上应用程序的调试。
ROM仿真器：这种方法是用ROM仿真器代替目标机上的ROM芯片，通常与ROM监控器配合使用。
在线仿真器：这种方法是用在线仿真器代替了目标机上的CPU来模拟目标机上CPU行为。
硬件调试方法ICE：这是一种在嵌入式系统开发中常用的硬件调试方法。
J-Link：这是Segger公司提供的一款强大的仿真器/调试器，广泛支持多种微处理器架构，如ARM、RISC-V、MIPS等。通过USB接口连接到目标板，J-Link提供了单步调试、内存监视、寄存器查看等功能。
Keil μVision：这是一款广泛使用的集成开发环境，集成了强大的调试器和仿真器。

4.经典ARM处理器内核的命名规则; ARM处理器支持的协处理器; ARM体系结构支持的处理器模式; ARM处理器的寄存器; ARM系统完成I/O功能的标准方法。

ARM处理器内核的命名规则主要由几个部分组成：ARMv、n、variants以及x（variants）。让我们来详细了解一下这些组成部分。

ARMv: 这是固定字符，代表ARM Version。它指示了指令集架构的版本。每个新的ARM版本都会在这个数字上进行更新。
n: 表示指令集版本号。迄今为止，ARM架构版本发布了多个系列，因此n的值可以从1到8不等。每个系列都代表着不同的指令集技术进步和优化。
variants: 这部分代表了处理器的特性变种。它们可以进一步区分处理器的类型和性能。常见的variants包括T（Thumb指令集）、M（长乘法指令）和E（增强型DSP）等。
x（variants）: 这是附加的变种标识，用于排除特定的变种。通过指定不同的x值，可以获得不同特性的处理器实现。

例如，基于上述命名规则，一个典型的ARM处理器内核命名可能是"ARMv7EM"，其中"ARMv7"表示指令集架构版本为7，"E"代表增强型DSP变种，"M"代表Thumb指令集。

ARM处理器系列的命名格式为：ARM {x} {y} {z} {T} {D} {M} {I} {E} {J} {F} {-S}，其中{x}代表处理器系列，是共享相同硬件特性的一组处理器的具体实现，例如ARM7TDMI、ARM740T 和 ARM720T 都属于 ARM7 系列。

ARM处理器支持多达16个协处理器，这些协处理器具有不同的功能。

CP15协处理器提供系统控制功能，主要用于配置MMU（内存管理单元）、TLB（转换查找缓冲）和Cache等功能。

CP14协处理器主要用于控制系统Debug功能。用于调试控制

CP10和CP11两个协处理器一起提供了对浮点运算和向量操作的支持，这两个协处理器主要用于控制和配置浮点功能和高级SIMD指令扩展。

ARM的协处理器指令主要包括以下5条：

CDP（协处理器数操作指令）

LDC（协处理器数据加载指令）

STC（协处理器数据存储指令）

MCR（ARM处理器寄存器到协处理器寄存器的数据传送指令）

MRC（协处理器寄存器到ARM处理器寄存器的数据传送指令）。

ARM体系结构支持7种处理器模式，特权模式总共有6种，

各种模式的中文名称分别是用户模式、 [ 快速中断 ] 模式、普通中断模式、管理模式、中止模式、未定义（指令）模式和系统模式

ARM处理器一般共有37个寄存器，其中包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。这些寄存器都是32位的。以下是ARM处理器的寄存器组：

31个通用寄存器，包括程序计数器(PC)在内，都是32位的寄存器。
6个状态寄存器：用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态，均为32位

通用寄存器是用于执行大多数指令的寄存器，它们可以存储临时数据、地址、中间计算结果等。

R0-R3 通常用作指令的操作数，也用于传递函数参数和返回值。R4-R11 通常用作局部变量存储，也称为“callee-saved”寄存器，函数在使用这些寄存器前需要保存原有值，并在返回前恢复。R12 有时被称为Intra-Procedure-call scratch register（IP），在某些函数调用约定中用作临时存储。R13 (SP)：堆栈指针寄存器 SP 用于指向当前的栈顶，用于管理函数调用的参数传递、局部变量存储和返回地址。

每个工作模式下最多有18个可见寄存器。在所有的工作模式下，R0-R7都分别指向同一个物理寄存器（共8个物理寄存器），它们未被系统用作特殊的用途。

SPSR是程序状态保存寄存器，32位的寄存器

ARM系统完成I/O功能的标准方法是使用存储器映射I/O，这种方法利用特定的存储器地址，当从这些地址加载或向这些地址存储时，它们提供I/O功能。

其他完成I/O功能的标准方法包括轮询方式、中断方式和DMA方式。轮询方式通过不断查询I/O设备的状态来实现数据的读写；中断方式通过设置I/O设备的中断请求信号，使处理器在I/O设备准备好时自动进行数据传输；DMA方式则通过直接内存访问的方式，实现高速的数据传输，减轻了CPU的负担。

5.ARM处理器完成异常返回常用的方法。

ARM处理器完成异常返回常用的方法有两种，分别是：

使用带“S”选项的数据处理指令，将 [ PC;程序计数器 ] 作为目标寄存器；

使用带恢复 [ CPSR;当前程序状态寄存器 ] 的多（批量）加载指令。

ARM处理器在处理异常后返回，通常会执行以下步骤：

保存执行状态：将当前程序状态寄存器CPSR的内容复制到发生的异常模式下的SPSR中。这是为了在异常处理完成后，能够恢复原先的程序状态。
模式切换：将CPSR的模式位强制设置为与异常类型相对应的值。例如，如果发生的是复位异常，处理器会进入到ARM执行模式并禁止所有IRQ中断。而如果是FIQ快速中断，则会禁止FIQ中断。
更新LR_mode：这个寄存器中保存的是异常返回时的链接地址。
设置PC到相应的异常向量：处理器会强制设置PC的值为相应异常向量地址，从而跳转到异常处理程序中。

ARM微处理器设计者将7种异常（包括复位异常、未定义指令异常、软件中断异常等）的入口放到一起，称为异常向量表。每种异常在异常向量表中占4个字节。

6.ARM指令集的使用;ARM指令的编码格式。

根据功能和操作类型，ARM指令集主要可以分为以下六大类:

跳转指令：实现程序执行流程的跳转；
数据处理指令：包括算术和逻辑指令，如ADD（加法）， AND（逻辑与）等；
程序状态寄存器(PSR)处理指令：用于操作和更改处理器的状态；
加载/存储指令：包括数据从内存加载到寄存器以及从寄存器存储到内存的操作，例如MOV（数据传输）， LDR（从内存中读取数据并存储到寄存器）， STR（将寄存器的数据存储到内存）等；
协处理器指令：用于控制协处理器的操作；
异常产生指令：用于处理特定的异常情况。

分支指令：这种指令用于实现程序的跳转和循环控制。分支指令的编码格式如下：

指令操作码（4位）：表示具体的操作类型。---条件码

目标地址（24位）：表示需要跳转到的目标地址。

(1) LSL Logical Shift Left逻辑左移寄存器移位方式

(2) LSR Logical Shift Right逻辑右移

(3) ASR Arithmetic Shift Right算术右移

(4) ROR Rotate Right Through Carry循环右移

(5) RRX Rotate Right eXclusive through Carry带扩展的循环右移1位

(1) EQ Equal to表示相等条件条件码助记符

(2) LS Less than or Equal to无符号数小于或等于条件

(3) LE Less than or Equal to带符号数小于或等于条件

(1) CMP 减法运算比较指令

(2) CMN 加法运算

(3) TST 按位操作的与运算

(4) TEQ 按位操作的异或运算

ARM指令的编码格式主要有以下几种：

一般编码格式：每条ARM指令占有4个字节，其指令长度为32位。典型的ARM指令编码格式如下：其中，cond（bit[31:28]）表示指令执行的条件码；type（bit[27:26]）表示指令类型码，根据其编码不同代表不同的指令功能；Rd（bit[25:22]）和Rn（bit[21:19]）表示目标寄存器和源寄存器；operand2（bit[18:12]）表示第二个操作数；shifter_operand（bit[11:7]）表示操作数移位；opcode（bit[6:0]）表示指令助记符。
汇编指令集编码：编译器编译出来的指令集编码，如"myadd #8,#4,#5"中，myadd是一条汇编操作指令，#4、#5、#8是对应的操作数，而0x0458就是这条指令对应的机器码。
立即数操作：在数据处理指令中，第二操作数除了可以是寄存器，还可以是一个立即数。如果我们只是希望把一个常数加到寄存器，而不是两个寄存器相加，我们可以用立即数值取代第二操作数，如"ADD R0, R1, #5"，其中#5就是一个立即数。

7.THUMB指令集对条件标志的影响; THUMB指令集中的PUSH、POP指令。

在THUMB指令集中，条件标志位是由上一条指令的执行结果来设置的。条件标志位包括零标志位(Z)，进位标志位C，负标志位(N)和溢出标志位(V)。这些标志位由执行的算术或逻辑操作的结果来设置。

它对条件标志的影响如下：

条件码寄存器(CPSR)的影响：THUMB指令集中的大多数指令都会影响条件码寄存器中的标志位。条件码寄存器中的标志位用于表示上一条指令的结果，如零标志位(Z)、负标志位(N)、进位标志位C等。这些标志位可以用于后续的条件分支指令，从而实现条件执行。
条件分支指令：THUMB指令集中有多种条件分支指令，如BNE（不等于零）、BEQ（等于零）、BGT（大于）、BLT（小于）等。这些指令会根据条件码寄存器中的标志位来判断是否跳转到目标地址。
条件执行指令：THUMB指令集中的一些指令可以根据条件码寄存器中的标志位选择性地执行。例如，CMP指令用于比较两个操作数的大小，根据比较结果设置条件码寄存器中的标志位，然后可以使用条件执行指令（如MOVNE、MOVS等）根据标志位来选择性地执行相应的操作。

THUMB指令集中的PUSH和POP指令用于在堆栈和寄存器之间传输数据。PUSH指令用于将多个寄存器的值压入堆栈，而POP指令用于从堆栈中弹出多个寄存器的值。

PUSH指令的操作是将指定的寄存器的值从高地址向低地址依次压入堆栈。POP指令的操作是从低地址向高地址依次弹出堆栈中的值，并将其存储到指定的寄存器中。

PUSH和POP指令不会直接影响条件标志位，它们只是将寄存器的值传输到堆栈或从堆栈中取出。因此，在执行PUSH和POP指令后，条件标志位的值不会发生变化。

8.ARM汇编器LTORG伪操作作用、DCI伪操作、EQU伪操作的作用。

LTORG伪操作用于指示一个文字池的开始。

DCI伪操作用于定义一个符号的值。分配的内存中存放的值被标记为代码而不是数据

EQU伪操作用于将一个符号定义为一个常数。定义数值常量

9.Cache存储系统的地址映像方式;ARM920T处理器核的CACHE;

在一个Cache存储系统中，主存有4K个块，Cache有256个块，如果采用直接映像方式管理，每个Cache块对应的主存块数是（16个）。

Cache存储系统的地址映像方式是通过将主存地址映射到缓存地址来实现的。

ARM920T处理器核的CACHE是一个2级Cache结构，包括指令Cache和数据Cache。

指令Cache用于存储指令数据，数据Cache用于存储数据。每个Cache都具有独立的Cache控制器和Cache存储器。

ARM920T的Cache采用的是直接映射（Direct Mapped）的方式进行地址映像。直接映射的方式是将主存地址的一部分直接映射到Cache中的某个位置，每个Cache行只能存储一个主存块。具体来说，ARM920T的指令Cache和数据Cache都采用了以下方式进行地址映射：

主存地址被分为标签（Tag）、索引（Index）和块偏移（Block Offset）三部分。

ARM920T处理器核的CACHE采用（64路组相联映像CACHE）

常见的地址映像方式有三种：直接映像、全相联映像和组相联映像。

直接映像方式：主存储器中的每个地址只能映射到Cache存储器的一个特定位置。具体的映射规则是将主存储器的地址的一部分用于标记Cache存储器中的块，另一部分用于表示块内的偏移量。这种方式简单直接，但可能会出现冲突，即多个主存储器地址映射到同一个Cache存储器位置。
全相联映像方式：主存储器中的每个地址可以映射到Cache存储器的任意位置。具体的映射规则是将主存储器的地址的一部分用于标记Cache存储器中的块，另一部分用于表示块内的偏移量。这种方式可以避免冲突，但需要额外的比较电路来确定所需的数据是否在Cache中。
组相联映像方式：主存储器中的每个地址可以映射到Cache存储器的一组位置中的任意一个。具体的映射规则是将主存储器的地址的一部分用于标记Cache存储器中的块，另一部分用于表示块内的偏移量，还有一部分用于表示组内的索引。这种方式综合了直接映像和全相联映像的优点，既可以减少冲突，又可以减少比较电路的复杂度。

10.ATPCS中寄存器的特殊名称。

在ATPCS（ARM-Thumb Produce Call Standard）中，寄存器有特殊名称，这是为了在子程序调用过程中规定其使用规则。以下是这些特殊名称的解释：

- R0到R3: 这五个寄存器通常用作函数参数的传入和返回值的传出。在子程序调用之间，它们可以用于任何目的。

- R12: 被称为IP（Instruction Pointer），指令指针，它是一个暂存寄存器，用于存储子程序间调用的地址。

- R13: 也被称为SP（Stack Pointer），数据栈指针，它指向当前线程的数据栈顶部。

- R14: 被称为LR（Link Register），连接寄存器，它保存了子程序返回的地址。

- R15: 被称为PC（Program Counter），程序计数器，它指向当前正在执行的指令。

11.S3C2410A处理器的处理器核、外部可寻址空间、GPIO、时钟控制逻辑产生的时钟信号。

外部可寻址空间是指处理器能够访问的外部设备和存储器的地址空间。

GPIO（General Purpose Input/Output）是一种通用输入/输出接口，用于连接处理器与外部备进行数据传输。

时钟控制逻辑是用来生成处理器和外设所需的时钟信号的电路。

该处理器拥有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer，I/O口，RTC，8路10bit ADC和DAC。

- **处理器核**：

S3C2410A处理器核是基于ARM920T核心，具有32位数据处理能力。

- **外部可寻址空间**：

S3C2410A提供了32位的地址总线，理论上可以寻址的空间为4GB。但实际留给外部可寻址的空间只有1GB，也就是0X00000000~0X3fffffff。这3GB的空间大部分被预留给了处理器内部的寄存器和其他设备。其外部可寻址空间中的每个bank的大小是（128MB）。

- **GPIO**：

S3C2410A具有多种GPIO（General Purpose Input/Output）端口。GPIO端口可以被配置为输入或输出，用于与外部设备进行通信。

S3C2410A共有117个多功能复用输入输出引脚，分为8个端口，分别是PORT A～PORT H

- **时钟控制逻辑产生的时钟信号**：

S3C2410A 的时钟控制逻辑能够产生系统所需要的时钟，包括CPU所需的FCLK时钟信号、AHB总线外围设备所需的 HCLK时钟信号，以及APB总线外围设备所需的PCLK时钟信号。。

12、Linux 操作系统的一个进程的各个段中存放的内容;在Linux操作系统的对设备文件识别用到的信息。设备驱动程序的功能。

一个进程的内存空间被划分为不同的段，包括代码段、数据段、堆段和栈段。

代码段：存放程序的指令，也称为文本段。该段是只读的，多个进程可以共享同一个代码段。

数据段：存放程序的全局变量和静态变量。该段包括初始化的数据和未初始化的数据（即BSS段）。

堆段：用于动态内存分配，例如通过malloc()函数分配的内存。堆段的大小是可变的，由程序员手动管理。

栈段：用于函数调用和局部变量的存储。栈段是自动管理的，每个函数调用时会将相关的参数和局部变量压入栈中，在函数返回时自动释放。

Linux将所有外部设备看成是一类特殊文件，称之为“设备文件” 。

对设备文件的识别使用设备类型、主设备号和次设备号：

设备类型：字符设备或者块设备。

主设备号：按照设备使用的驱动程序不同而赋予设备不同的主设备号。主设备号与驱动程序一一对应。

次设备号：用来区分使用同一个驱动程序的不同设备

设备驱动程序作为内核的一部分,完成以下的功能:

（1）对 [ 设备;硬件 ] 初始化和释放；

（2）把数据从 [ 内核 ] 传送到硬件和从硬件读取数据；

（3）读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用 [ 程序 ] 请求的数据；

（4）检测和处理 [ 设备;硬件 ] 出现的错误。

13.常用的BootLoader的软件。常用嵌入式文件系统。

常用的BootLoader软件有：

vivi、RedBoot和U-Boot GRUB( GNU GRand Unified Bootloader)

操作模式：

“启动加载”模式和“下载”模式

常用的嵌入式文件系统有：

YAFFS（Yet Another Flash File System）：一种针对闪存的文件系统，用于嵌入式系统中。

cramfs：CRAMFS文件系统是只读的压缩文件系统，其容量上限为256M，采用zlib压缩。

ramdisk：虚拟内存盘是通过软件将一部分内存（RAM）模拟为硬盘来使用的一种技术

JFFS2（Journalling Flash File System 2）：Linux内核中的一种闪存文件系统，支持闪存的动态写入。

　nfs：网络共享文件技术，用于开发调试阶段，挂载到嵌入式设备，可非常方便的修改根文件系统的内容

UBIFS（Unsorted Block Image File System）：基于UBI（Unsorted Block Image）的文件系统，适用于闪存设备。

EXT4（Fourth Extended File System）：Linux内核中的一个成熟的文件系统，适用于嵌入式系统。

FAT（File Allocation Table）：一种常用的文件系统，适用于各种嵌入式设备，如SD卡、USB闪存驱动器等。

在MiniGUI的软件架构中，图形抽象层、输入抽象层; QVFB 的作用。

提供图形抽象层(GAL)以及输入抽象层(IAL)，以适应嵌入式系统各种显示和输入设备

图形抽象层将来自不同操作系统或设备的图形接口进行抽象，为 MiniGUI 上层提供统一的图形接口。

而输入抽象层则是将底层输入设备和上层接口分离开来，主要用于处理用户的输入信息。

输入抽象层将 MiniGUI 涉及的所有输入设备抽象了出来，为上层提供一致的接口。

QVFB是Qt（Qt是Linux 窗口管理器KDE使用的底层函数库）提供的一个虚拟的FrameBuffer工具。

其主要作用是提供一个虚拟的显示设备，使得用户可以在这个虚拟的设备上进行图形操作，而实际上这些操作都是在内存中进行的。这样，用户就可以在这个虚拟设备上进行图形编程，而不会影响到实际的显示设备。

ARM指令的使用。

一些常见的ARM指令及其用法：

数据处理指令：用于执行算术和逻辑运算，如ADD（加法）、SUB（减法）、AND（与运算）、ORR（或运算）等。

分支指令：用于实现程序的跳转和函数调用，如B（无条件跳转）、BL（带链接的跳转）、BX（跳转到寄存器中的地址）等。

加载/存储指令：用于从内存中加载数据到寄存器或将数据从寄存器存储到内存中，如LDR（加载数据）、STR（存储数据）等。

条件执行指令：根据条件执行指令，如CMP（比较）、BEQ（等于时分支）、BNE（不等于时分支）等。

移位指令：用于对寄存器中的数据进行位移操作，如LSL（逻辑左移）、ASR（算术右移）等。

协处理器指令：用于与协处理器进行数据交互和指令执行，如MRC（从协处理器读取数据）、MCR（向协处理器写入数据）等。

系统指令：用于执行特权操作和处理异常，如SWI（软件中断）、SVC（超级用户调用）等。

14理解实验中关于ARM处理器工作状态切换的内容。理解ADR、ADRL、LDR伪指令的区别。

1.软件中断异常使 ARM 处理器进入什么工作状态？使 ARM 处理器进入什么工作模式？

软件中断异常使 ARM 处理器进入 ARM 工作状态.使ARM处理器进入管理工作模式

2.在使用 BL 指令进行子程序调用时，子程序的返回地址保存在哪里？

子程序的返回地址保存在 LR 寄存器中。

3.在这个实验中，汇编语言程序的代码段和数据段在内存中的起始地址分别是什么？代码段在内存中的起始地址是 0x0；数据段在内存中的起始地址是 0x40000000。

1.ARM 处理器复位后，在什么工作模式下开始工作？管理工作模式

将参数 n 的值，传送到寄存器编号为参数 s 到寄存器编号为参数 e 的寄存器中。

ARM处理器主要有两种工作状态：ARM状态和Thumb状态。

ARM状态是32位的，主要用于执行字对齐的32位ARM指令；而Thumb状态是16位的，用于执行半字对齐的16位指令。

在程序中，我们可以使用Bx Rn指令来进行这两种状态的切换，其中Bx是跳转指令，Rn是寄存器。

ADR、ADRL和LDR伪指令的区别。这些伪指令都是在编译时由汇编器计算地址的，它们分别对应着不同的寻址方式。

ADR伪指令是用于小范围的地址读取的。它将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中。

ADRL伪指令是中等范围的地址读取。它可以将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器中，其范围比ADR伪指令更大。

LDR伪指令用于加载范围最大的地址。与ADR和ADRL伪指令不同，当使用LDR伪指令时，操作数需要带“=”号。

; ADR 伪指令示例

ADR r0, =_start ; 将 _start 标签的地址加载到寄存器 r0 中 ;

ADRL 伪指令示例

ADRL r1, =func ; 将 func 标签的地址加载到寄存器 r1 中 ;

LDR 伪指令示例

LDR r2, =myvar ; 将 myvar 变量的地址加载到寄存器 r2 中

15理解实验中关于驱动程序运行的内容。

1.驱动程序中MODULE_LICENSE("GPL");语句的作用是什么？

答：：语句的作用是模块许可证声明。许可证声明描述了内核模块的许可权限，如果不声明模块许可，模块在加载的时候，会收到内核被污染的警告.

2.采用 nfs 方式运行嵌入式 linux 操作系统中的应用程序有什么好处？答：不需要将应用程序加入到嵌入式 linux 操作系统的根文件系统中。

运行在操作系统的内核空间，主要作用是封装硬件细节并服务于系统调用。应用程序与驱动程序的主要区别在于，应用程序运行在用户空间，而驱动程序则在内核模式下运行。

设备驱动程序可分为三个主要组成部分：

自动配置和初始化子程序

服务于 I/O 请求的子程序

中断服务子程序

Linux 对硬件设备支持两个标准接口：块特别设备文件和字符特别设备文件，通过块（字符）特别设备文件存取的设备称为块（字符）设备或具有块（字符）设备接口。

驱动程序的主要作用是为操作系统提供与硬件设备的通信接口，以便操作系统能够对硬件设备进行管理和控制。

在实验中，理解驱动程序运行的内容包括以下几个方面：

驱动程序的加载和初始化：当操作系统启动时，会加载和初始化一些基本的驱动程序，这些驱动程序通常是与操作系统和硬件设备的基本交互功能相关的。加载和初始化驱动程序的过程通常是在操作系统启动过程的早期完成的。
驱动程序的注册和卸载：当硬件设备被插入计算机时，操作系统需要识别该设备，并加载相应的驱动程序。驱动程序的注册过程会将设备和驱动程序进行关联，以便操作系统能够正确地识别和管理设备。当设备被拔出计算机时，相应的驱动程序也需要被卸载。
驱动程序的运行机制：驱动程序通常以服务的形式运行在操作系统的内核态中，它们具有更高的权限和更快的响应速度。驱动程序可以通过操作系统提供的设备驱动接口与硬件设备进行通信，完成各种设备管理和控制操作。
驱动程序的错误处理和调试：在实验中，理解驱动程序运行的内容还包括错误处理和调试。由于驱动程序涉及到与硬件设备的交互，因此可能会发生各种错误，如设备故障、通信错误等。在实验中，需要学会如何处理这些错误，并进行相应的调试，以确保驱动程序的正常运行。

驱动程序运行的相关内容主要涉及对字符设备驱动的编写和测试。字符设备驱动是对一段内存的抽象，实现简单的读写功能。

实验中的主要内容包括：

编写字符驱动程序：这里的设备是一段内存，需要实现其打开、关闭以及读写的操作。
编写Makefile：Makefile是一种常用的编译脚本，可以帮助我们自动化编译过程。
驱动的加载和卸载：这是驱动程序正常运行的重要步骤，需要编写相应的加载和卸载脚本。
编写测试程序：通过测试程序来验证虚拟设备及其驱动是否运行正常。

16理解实验中汇编语言程序调用C语言程序的内容。

1.如果在 C 语言程序的 main 函数中，使用内嵌汇编指令（内联汇编）的编程方法，调用汇编语言程序中的 asm_strcpy 函数完成字符串的复制工作，并将 asm_strcpy 函数的返回值赋值给汇编语言程序中定义的全局变量 result。请使用内嵌汇编指令（内联汇编）的编程方法，编写相应的程序段？

__asm

{ bl asm_strcpy,

{r0=a,r1=b},

{r0} mov result,r0

}

2.在这个实验中，全局变量 sum 和全局变量 result 在内存中的存放地址分别是什么？

全局变量 sum 在内存中的存放地址是 0x40000000 ；

全局变量 result 在内存中的存放地址是 0x40000004。

在汇编语言程序中调用C语言程序，可以通过以下步骤实现：

编写C语言程序并保存为.c文件。

使用汇编语言编译器（如GCC）将C语言程序编译为目标文件（如.o文件）。