北京航空航天大学《嵌入式》期末考试复习资料.pdf

根据所提供的文件内容，我们可以总结以下嵌入式系统与ARM架构相关的知识点： 1. **程序注释与功能分析** - 提到了对一个循环计算最大公约数（GCD）的程序段进行注释，说明其工作流程。该程序段使用了寄存器操作与条件跳转指令来实现两个数的最大公约数计算。 2. **ARM伪指令ADR与LDR** - ADR指令用于小范围内的地址读取，它基于PC（程序计数器）的相对偏移来计算地址，并在编译时由编译器转换为合适的机器指令。 - LDR指令用于大范围地址读取，用于加载32位立即数或地址值到寄存器中。若常量在MOV或MVN指令的范围内，则使用这些指令代替LDR伪指令，否则常量被放置在文字池（literal pool）中，并通过相对偏移的LDR指令加载。 3. **ARM处理器工作模式** - ARM微处理器具备七种工作模式：用户模式、系统模式、快速中断模式（FIQ）、外部中断模式（IRQ）、管理模式（SVC）、中止模式（ABT）和未定义指令模式（UND）。 - 用户模式之外的模式被称为特权模式，包括系统模式及五种异常模式。 - 工作模式由程序状态寄存器CPSR的低五位M[4:0]决定，处理器通过自动修改CPSR或通过特权模式下的指令切换工作模式。 4. **ARM指令及其寻址模式** - ADD指令属于算术指令，利用立即寻址模式计算两个寄存器值的和。其中第二操作数是一个立即数。 - LDR指令是加载指令，使用基址变址寻址模式，将寄存器内容加上偏移量形成地址，从而加载数据至寄存器。其中第二操作数是一个地址。 深入这些知识点，我们还可以探讨以下更为具体的嵌入式系统和ARM架构相关的内容： - **最大公约数（GCD）算法实现** - GCD算法是基础的数学算法，在嵌入式系统中实现GCD计算能够帮助处理涉及分组、资源分配和数据同步等应用场景。 - 在该程序段中，利用循环和条件判断来实现GCD，主要使用了CMP、SUBGT和SUBLT指令来比较和减小数值，以及BNE（Branch if Not Equal）来实现循环跳转。 - **ARM伪指令的特点与应用** - ADR和LDR伪指令都是汇编语言中的高级指令，它们允许程序员以更高级的抽象来编写汇编代码，使代码更易于理解。 - ADR在编译器层面被转换成适当的指令，通常基于PC寄存器的相对偏移进行地址计算，保证了代码的可移植性与灵活性。 - LDR伪指令涉及更复杂的地址计算，能够处理超出简单指令范围的常量值，适用于需要较大常数的场合。 - **ARM工作模式详解** - 各种工作模式允许处理器根据不同的运行环境与需求切换，从而为不同的系统操作提供合适的权限和执行环境。 - 用户模式通常用于普通的应用程序执行，而特权模式则为操作系统核心、中断处理程序、系统初始化等提供必要的权限。 - 异常模式，例如FIQ和IRQ模式，支持处理器响应外部硬件中断请求，执行相应的中断服务程序。 - 管理模式（SVC）通常用于系统调用和异常处理，而在执行内存访问错误时会进入中止模式（ABT）。 - 对于支持如Jazelle技术的ARM处理器，还可以切换至未定义指令模式（UND），用以执行Java字节码等。 - **ARM指令寻址模式** - 立即寻址模式用于加载固定数值至寄存器，它提供了一种快速且直接的方式将数值嵌入到指令中。 - 基址变址寻址模式利用一个寄存器中的地址值加上偏移量来访问内存，这种寻址方式适用于数组与结构体数据的访问，因为它能够灵活地访问内存中的连续区域。 通过以上的分析，我们不仅理解了文件提供的具体知识点，也加深了对嵌入式系统编程、ARM架构和其指令集架构的理解。这些知识在编写、调试嵌入式系统软件以及理解ARM处理器的工作机制方面都是必不可少的。