标签：数据处理 程序 初始 位置 span art 设置 加载 32位
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ARM的体系结构
一、ARM的工作模式
用户模式
系统模式
快速中断模式
外部中断模式
特权模式
快速模式
未定义模式
除用户模式外，其它被称为特权模式
用户模式和系统模式外，其它被称为异常模式
二、ARM的寄存器
一共37个寄存器，用户模式和系统模式可以使用17个，其它模式可以使用18个（17+状态寄存器的备份）。
r0~r7：所有模式共用
r8~r12：快速中断模式有它私有的，其它模式共用。
r13~r14：用户模式和系统模式共用，其它模式有私有的。
r15、cpsr：所有模式共用
r15也叫pc：程序计数器，它记录着下一条要执行的程序，可以被赋值，这样就实现了跳转。
cpsr：用户来记录上一条指令的执行状态，进位、溢出、零、负数、当前模式，只有12位有效，其它位目前保留。
spsr：用户模式和系统模式下没有，其它模式有私有的。
与cpsr的格式一样，它是用来备份用户模式和系统模式的cpsr。
三、流水线
一条指令的执行需要六个步骤：
1、取指
2、译码
3、取数
4、计算
5、存储
6、回写
如果只是按顺序执行，那么执行其中一项操作时其它硬件都处于空闲状态，因此ARM引入了流水线的概念，每个控制单元只负责干一件事情，这样理论上，三级流水线就提高了三倍的性能，而5级流水线就提高了五倍的性能。
但实际情况其实达不到，因为流水线会被打断、暂停。
比如：
bl func //跳转指令
ldr r0,[r0,#0]
add r0,r0,r1 //在5级流水线上产生
四、ARM处理器寻址方式
1.立即寻址：#100
2.寄存器寻址：r0，把寄存器当变量使用
3.寄存器间接寻址：[r0]，把寄存器当指针变量使用，*r0
4.寄存器偏移寻址：r0 << n，对寄存器进行左移或右移操作
5.基址变址寻址：[r0,#1]，相当于对指针变量进行加减操作，*(r0+1);
6.多寄存器寻址：寄存器的批量操作，类似于数组初始化操作
7.堆栈寻址：在ARM汇编语句中也可以使用堆内存和栈内存，但前提是要设置好堆内存和栈内存的基地址，然后就可以向堆内存和栈内存读取、写入数据。
五、ARM指令集
1、ARM指令的格式
<opcode> {<cond>}{S} <Rd>,<Rn> <operand2>...
opcode 指令码
cond 条件码
S 是否影响状态寄存器
Rd 目标寄存器
Rn 源寄存器
{} 可以省略，而<>必须要有的
2、RM指令条件执行及标志位
CMP会自动把比较结果存储到状态寄存器
而数据处理指令需要在指令反加S才会把计算结果存储到状态寄存器。
EQ 相等
NE 不等
3、跳转指令
B 目标地址，是一种相对地址跳转，在当前地址的基础上加一个偏移值，进行跳转，这种跳转速度比较快，但是跳转的范围有限，正负32M以内。
BL 目标地址，是一种绝对地址跳转，需要是完整的一个地址，在跳转前会把下一条指令的地址存储到r14中，然后跳转到目标位置执行，当执行完成后，可以从r14中恢复到pc中，这样就实现了返回。
BLX 功能与BL类似，但会从ARM（32位状态），切换到Thumb（16位状态）。
BX 功能与B类似，但会从ARM（32位状态），切换到Thumb（16位状态）。
4、数据处理指令
MOV r0,#100 <=> r0 = 100
MOV R1,R3,LSL,#3 <=> r1 = r3 <<3
MVN r0,#100 <=> r0 = ~100
ADD r0,r1,#110 <=> r0=r1+110
SUB R0,R0,#1 <=> r0-=1 反减
RSB R3,R1,#0xFF00 <=> r3=0xff00-r1
ADDS R1,R1,R2
ADC R0,R0,R2 带进位的加
SUBS R0,R0,R2
SBC R1,R1,R3 带借位的减
RSBS R2,R0,#0
RSC R3,R1,#0 带借位的反减
AND R0,R0,#3 <=> r0 = r0&3
ORR R0,R0,#3 <=> r0 = r0|3
EOR R1,R1,#3 <=> r1 = r1^3
BIC R0,R0,#3 <=> r0 = r0&(~3)
CMP R1,R0 把两个数的比较结果影响状态寄存器
CMN R1,R0 把两个数求反后比较，并把比较结果结果影响状态寄存器
TST R0,#0x01 把两个数进行按位与操作，并把计算结果影响状态寄存器
TEQ R1,R2 把两个数进行按位异或操作，并把计算结果影响状态寄存器
5、程序状态寄存器传输指令
MRS R7,CPSR 把当前模式的状态寄存器备份到r7
MSR CPSR_cxsf,R3 把数据写入到状态寄存器
[31:24] 为条件标志位域，用f表示
[23:16] 为状态位域，用s表示
[15:8] 为扩展位域，用x表示
[7:0] 为控制位域，用c表示
6、Load、Store指令
Load 从内存加载数据到寄存器
LDR R0,#8
LDR R0,[R1,#8] <=> r0 = *(r1+8);
DMFD R13,{R0,R4‐R12,LR}
Store 把寄存器中的数据写到内存
STR #8,R0
STR R0,[R1,#8] *(r1+8) = r0
STMFD R13,{R0,R4‐R12,LR}
SWP r0,r1,r2 <=> r0 = r2; r2 = r1;
7、中断指令
SWI 0-16777215 一旦这条指令就会进入中断模式。
六、电源锁定：
1、找到厂家提供的代码，保存为start.S文件。
start:
ldr r0, =0xe010e81c
ldr r1, [r0]
orr r1, r1, #0x300
orr r1, r1, #0x1
str r1, [r0]
2、生成目标代码
arm-none-linux-gnueabi-gcc -c start.S ->start.o
3、生成可执行文件（设置代码段、不加入启动代码、不加入标准库）
arm-none-linux-gnueabi-gcc -Ttext 0xd0020010 -nostartfiles -nostdlib start.o -o lock
4、从可执行文件中拷贝出纯二进制指令
arm-none-linux-gnueabi-objcopy -O binary lock lock.bin
5、编译出添加校验和的工具（研究一下，明天我们自己写一份）
gcc mkv210_image.c -o mkv210
6、为lock.bin添加校验和
./mkv210 lock.bin lock_image.bin
7、把添加校验和后的文件烧写到SD卡中执行，效果：开发板能够持续供电。
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原文地址：https://www.cnblogs.com/jiangyu0331/p/11791241.html
