学习内容：

1. 什么是ARM
2. 常用的汇编语言
3. 裸机开发

什么是ARM

ARM处理器    外文名   Advanced RISC Machines

ARM处理器ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。全称为Advanced RISC Machine。ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。

定义

ARM的Jazelle技术使Java加速得到比基于软件的Java虚拟机(JVM)高得多的性能，和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。CPU功能上增加DSP指令集提供增强的16位和32位算术运算能力，提高了性能和灵活性。ARM还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试，它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。

​​

 特点介绍

ARM处理器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多。

1、体积小、低功耗、低成本、高性能；

2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；

3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；

4、大多数数据操作都在寄存器中完成；

5、寻址方式灵活简单，执行效率高；

6、指令长度固定。

寄存器结构

ARM处理器共有37个寄存器，被分为若干个组（BANK），这些寄存器包括：

1　31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针），均为32位的寄存器。

2　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，只使用了其中的一部分。

指令结构

ARM微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，但与等价的ARM代码相比较，可节省30%～40%以上的存储空间，同时具备32位代码的所有优点。

常用的汇编语言

基于Linux的汇编语言
1、编写汇编文件

{.global _start _start:mov r1, #3mov r2, #4nop nop 
}

2、编译

arm-linux-gcc start.S -o start.o -c -g
arm-linux-ld start.o -o strat.elf -Ttext=0x0

3、调试

窗口1：qemu-system-arm -machine xilinx-zynq-a9 -m 256M -serial stdio -kernel start.elf -S -s   
窗口2：arm-none-linux-gnueabi-gdb start.elftarget remote 127.0.0.1:1234s/p/......

传输数据指令：  MOV

{mov r1, #3     /*r1 = 3*/mov r1, r2     @ r1 = r2
}

算术运算指令：  ADD,SUB,MUL

{add r0, r1, #3   @ r0 = r1 + 3  adds r0, r1, #3  @ r0 = r1 + 3  操作：cpsr C adc r0, r1, #3   @ r0 = r1 + 3 + C 计算它们的和 ：  0x1ffffffff  0x200000001 r0: 0x1  r1: 0xffffffffr2: 0x2  r3: 0x1adds r1, r1, r3 adc  r0, r0, r2 }

位操作指令：    AND,ORR,EOR,BIC

{and r0, r1, r2  @  r0 = r1 & r2 orr r0, r1, r2  @  r0 = r1 | r2 eor r0, r1, r2  @  r0 = r1 ^ r2 bic r0, r0, #3  r0 = 0xf         ---> 1111bic r0, r0, #3   ---> 00111100r0 = 0xe         ---> 1110bic r0, r0, #5   ---> 01011010and r0,r0,#0xa
}

跳转指令：      B,BL 

{b flag   @  goto  flag 
2:mov r1, #3bl 1f      @跳转的同时  保存返回地址到lrbl 2bmov r2, #4 
1:mov r3, #4 mov pc, lr 
}

比较指令：      CMP

{cmp r1, r3    @ 比较 moveq r1, #3  @ if(r1==r3) then r1 = 3{void fun(){r1=0;}if(r0==0)fun();fun:mov r1, #0cmp r0, #0bleq fun }{if((r0>4)&&(r0<10))r1 = 0;cmp r0, #4ble endcmpgt r0, #10movlt r1, #0 end:nop}{if((r0>4)||(r0<10))r1 = 0;cmp r0, #4movgt r1, #0bgt endcmp r0, #10movlt r1, #0end:nop}{if((r0>4)||(r2>10))r1 = 0;cmp r0, #4cmple r2, #10movgt r1, #0cmp r0, #4movgt r1, #0b endcmp r2, #10movgt r1, #0end:nop }}

加载/存储指令： LDR,STR

{ldr r0, [r1]  内存读操作：r1值作为地址，取这个地址开始的4个字节的数据，放到r0里面 str r0, [r1]  内存写操作：把r0的值，写到 r1值作为地址的空间里面去 
}

多寄存器语句传输指令：   LDM/STM
空指令：         NOP 伪指令 = MOV R0 R0

裸机开发

以串口设备的裸机驱动开发为例

{
    1、明确需求： 谁（com2） 做什么（发送'S'）
    2、看原理图：
        1）原理：  XuTXD2 ---> 数据发送   
        2）控制芯片： XuTXD2 ---》 GPA1_1------》uart(串口)控制器
                                    |
                                    |------> GPIO控制器（设置成串口发送的专用脚）
    3、芯片手册(寄存器)
        【GPIO】
        GPA1CON 0x11400020  [7:4] 0x2 = UART_2_TXD
        GPA1CON 0x11400020  [3:0] 0x2 = UART_2_RXD
        【uart】
        1）通过目录找到控制器章节
             28章节
        2）看看子章节和需求相关的部分
            概述看，需求功能相关看。
            a）串口有5路，4路是标准的串口（com2）。每个串口发送和接收buf。
            b）串口包含的内容：  波特率发生器，  发送接收单元，    停止位，校验位，数据位

            c）发送流程：    data-->fifo --> shifter --> txpin
                            |----人-||-------uart控制器-----|
            d）fifo： fifo：all bytes     no fifo：1 byte （选择）
            e）ULCONn： 设置数据位、校验位、停止位
            f）clk：UBRDIVn UFRACVALn

        3）看寄存器
            a）筛选寄存器（ctrl和config要，功能相关要，不确定的要）
            ULCON: 设置停止位、数据位、校验位
            UCON：全局控制
            UTXH：发送的fifo
            UBRDIV：波特率分频
            UFRACVAL：分频？？？

            b）细看寄存器，怎么实现需求
            ULCONn = 0x3;
            UCONn [3:2]  01 tx poll mode    [1:0]  01 rx poll mode    
            UTXHn:  把数据写入，就发送， 最多只能8位的数据
            URXHn:  从里面读数据 ok   最多只能读8位数据
            UBRDIVn：  整数
            UFRACVALn： 小数*16 

}
实现代码

main.c:

#define GPA1CON   *(unsigned int volatile*)0x11400020
#define ULCON2    *(unsigned int volatile*)0x13820000
#define UCON2     *(unsigned int volatile*)0x13820004
#define UTXH2     *(unsigned int volatile*)0x13820020
#define UBRDIV2   *(unsigned int volatile*)0x13820028
#define UFRACVAL2 *(unsigned int volatile*)0x1382002cvoid delay()
{int t = 0xfffff;while(t--);
}void uart_init()
{GPA1CON = GPA1CON & ~(0xf<<4) | (0x2<<4);ULCON2 = 0x3; UCON2 = UCON2 & ~0x3f | (0x1<<2); UBRDIV2 = 53;UFRACVAL2 = 4;   
}void uart_send(char c)
{UTXH2 = c;    
}void  main()
{char c = 'S';uart_init();uart_send(c);while(1){char c = uart_recv();uart_send(c);    }
}

start.S:

.globl _start
_start: b	resetldr	pc, _undefined_instructionldr	pc, _software_interruptldr	pc, _prefetch_abortldr	pc, _data_abortldr	pc, _not_usedldr	pc, _irqldr	pc, _fiq
_undefined_instruction: .word _undefined_instruction
_software_interrupt:	.word _software_interrupt
_prefetch_abort:	.word _prefetch_abort
_data_abort:		.word _data_abort
_not_used:		.word _not_used
_irq:			.word _irq
_fiq:			.word _fiqreset:/* 设置cpu模式为SVC模式 */mrs	r0, cpsrbic	r0, r0, #0x1f  orr	r0, r0, #0xd3 msr	cpsr,r0/* 设置异常向量表起始地址 */ldr	r0, =0x41000000mcr	p15, 0, r0, c12, c0, 0	@Set VBAR/*用户需要设置的初始化*/ldr sp, stacktop  /*设置svc sp*/sub r6, sp , #64  /*计算user需要指向的栈顶地址*//*切换到用户模式*/mrs	r0, cpsrbic	r0, r0, #0x1f  orr	r0, r0, #0x10 msr	cpsr,r0mov sp, r6  /*设置user sp*//*跳转到应用程序*/bl	mainstack: .space 64*8
stacktop: .word stack+64*8

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