ARM體系結(jié)構(gòu)與編程PDF電子書教材

ARM處理器是一種16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微處理器，由ARM公司設(shè)計(jì)，然后授權(quán)給各半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)，它目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的嵌入式處理器。本書分14章對(duì)ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和開發(fā)工具作了比較全面的介紹。其中包括ARM體系介紹、ARM程序設(shè)計(jì)模型、ARM匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、ARM C/C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、ARM連接器的使用、ARM集成開發(fā)環(huán)境CodeWarrior IDE的介紹及高性能的調(diào)試工具ADW的使用。并在此基礎(chǔ)之上介紹一些典型的基于ARM體系的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的基本技術(shù)。通過閱讀本書可以使讀者掌握開發(fā)基于ARM的應(yīng)用系統(tǒng)的各方面的知識(shí)。本書既可作為學(xué)習(xí)ARM技術(shù)的培訓(xùn)材料，也可作為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員的參考手冊(cè)。

目錄

第1章 ARM概述及其基本編程模型

1. 1 ARM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及其特點(diǎn)

1. 2 ARM體系結(jié)構(gòu)的版本及命名方法

1. 2. 1 ARM體系結(jié)構(gòu)的版本

1. 2. 2 ARM體系的變種

1. 2. 3 ARM/Thumb體系版本的命名格式

l. 3 ARM處理器系列

1. 3. 1 ARM7系列

1. 3. 2 ARM9系列

1. 3. 3 ARM9E系列

1. 3. 4 ARM1OE系列

1. 3. 5 SecurCore系列

l. 4 ARM處理器模式

1. 5 ARM寄存器介紹

1. 5. l 通用寄存器

1. 5. 3 程序狀態(tài)寄存器

1. 6 ARM體系的異常中斷

1. 6. 1 ARM中異常中斷種類

1. 6. 2 ARM處理器對(duì)異常中斷的響應(yīng)過程

1. 6. 3 從異常中斷處理程序中返回

1. 7 ARM體系中存儲(chǔ)系統(tǒng)

1. 7. 1 ARM體系中的存儲(chǔ)空間

1. 7. 2 ARM存儲(chǔ)器格式

1. 7. 3 非對(duì)齊的存儲(chǔ)訪問操作

1. 7. 4 指令預(yù)取和自修改代碼

第2章 ARM指令分類及其尋址方式

2. 1 ARM指令集概要介紹

2. 1. 1 ARM指令的分類

2. 1. 2 ARM指令的一般編碼格式

2. 1. 3 ARM指令的條件碼域

2. 2 ARM指令尋址方式

2. 2. l 數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)的尋址方式

2. 2. 2 字及無(wú)符號(hào)字節(jié)的Load/Store指令的尋址方式

2. 2. 3 雜類Load/Store指令的尋址方式

2. 2. 4 批量Load/Store指令的尋址方式

2. 2. 5 協(xié)處理器Load/Store指令的尋址方式

第3章 ARM指令集介紹

3. 1 ARM指令集

3. 1. l 跳轉(zhuǎn)指令

3. l. 2 數(shù)據(jù)處理指令

3. 1. 3 乘法指令

3. 1. 4 雜類的算術(shù)指令

3. 1. 5 狀態(tài)寄存器訪問指令

3. l. 6 Load/Store內(nèi)存訪問指令

3. 1. 7 批量Load/Store內(nèi)存訪問指令

3. 1. 8 信號(hào)量操作指令

3. 1. 9 異常中斷產(chǎn)生指令

3. 1. 10 ARM協(xié)處理器指令

3. 2 一些基本的ARM指令功能段

3. 2. l 算術(shù)邏輯運(yùn)算指令的應(yīng)用

3. 2. 2 跳轉(zhuǎn)指令的應(yīng)用

3. 2. 3 Loacl/Store指令的應(yīng)用

3. 2. 4 批量Load/Store指令的應(yīng)用

3. 2. 5 信號(hào)量指令的應(yīng)用

3. 2. 6 與系統(tǒng)相關(guān)的一些指令代碼段

3. 3 Thumb指令介紹

第4章 ARM匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

4. 1 偽操作

4. 1. l 符號(hào)定義偽操作

4. 1. 2 數(shù)據(jù)定義偽操作

4. 1. 3 匯編控制偽操作

4. 1. 4 棧中數(shù)據(jù)幀描述偽操作

4. 1. 5 信息報(bào)告?zhèn)尾僮?/p>

4. 1. 6 其他的偽操作

4. 2 ARM匯編語(yǔ)言偽指令

4. 3 ARM匯編語(yǔ)言語(yǔ)句格式

4. 3. 1 ARM匯編語(yǔ)言中的符號(hào)

4. 3. 2 ARM匯編語(yǔ)言中的表達(dá)式

4. 4 ARM匯編語(yǔ)言程序格式.

4. 4. l 匯編語(yǔ)言程序格式

4. 4. 2 匯編語(yǔ)言子程序調(diào)用

4. 5 ARM匯編編譯器的使用

4. 6 匯編程序設(shè)計(jì)舉例

4. 6. 1 ARM中偽操作使用實(shí)例

4. 6. 2 ARM中匯編程序?qū)嵗?/p>

第5章 ARM存儲(chǔ)系統(tǒng)

5. 1 ARM存儲(chǔ)系統(tǒng)概述

5. 2 ARM中用于存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)控制協(xié)處理器CP15

5. 2. 1 訪問CP15寄存器的指令

5. 2. 2 CP15中的寄存器

5. 3 存儲(chǔ)器管理單元MMU

5. 3. l 存儲(chǔ)器管理單元MMU概述

5. 3. 2 禁止/使能MMU

5. 3. 3 MMU中地址變換過程

5. 3. 4 MMU中存儲(chǔ)訪問權(quán)限控制

5. 3. 5 MMU中的域

5. 3. 6 關(guān)于快表的操作

5. 3. 7 ARM中的存儲(chǔ)訪問失效

5. 4 高速緩沖存儲(chǔ)器和寫緩沖區(qū)

5. 4. 1 基本概念

5. 4. 2 cache的工作原理和地址映像方法

5. 4. 3 cache的分類

5. 4. 4 cache的替換算法

5. 4. 5 緩沖技術(shù)的使用注意事項(xiàng)

5. 4. 6 存儲(chǔ)系統(tǒng)的一致性問題

5. 4. 7 cache內(nèi)容鎖定

5. 4. 8 與cache和寫緩沖區(qū)相關(guān)的編程接口

5. 5 快速上下文切換技術(shù)

5. 5. l 快速上下文切換技術(shù)原理

5. 5. 2 快速上下文切換技術(shù)編程接口

5. 6 與存儲(chǔ)系統(tǒng)相關(guān)的程序設(shè)計(jì)指南

5. 6. l 地址空間

5. 6. 2 存儲(chǔ)器格式

5. 6. 3 非對(duì)齊的存儲(chǔ)訪問操作

5. 6. 4 指令預(yù)取和自修改代碼

5. 6. 5 IMB

5. 6. 6 存儲(chǔ)器映射的I/O空間

5. 7 AIOA存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)例

5. 7. 1 L7205的存儲(chǔ)系統(tǒng)概述

5. 7. 2 L7205中的SDRAM

5. 7. 3 L7205中的 MMU

第6章 ATPCS介紹

6. 1 ATPCS概述

6. 2 基本ATPCS

6. 2. l 寄存器的使用規(guī)則

6. 2. 2 數(shù)據(jù)棧使用規(guī)則

6. 2. 3 參數(shù)傳遞規(guī)則

6. 3 幾種特定的ATPCS

6. 3. l 支持?jǐn)?shù)據(jù)棧限制檢查的ATPCS

6. 3. 2 支持只讀段位置無(wú)關(guān)(ROPI)的ATPCS

6. 3. 3 支持可讀寫段位置無(wú)關(guān)(RWPI)的ATPCS

6. 3. 4 支持ARM程序和Thumb程序混合使用的ATPCS

6. 3. 5 處理浮點(diǎn)運(yùn)算的ATPCS

第7章 ARM程序和Thumb程序混合使用

7. 1 概述

7. 2 在匯編語(yǔ)言程序中通過用戶代碼支持interwork

7. 2. l 可以實(shí)現(xiàn)程序狀態(tài)切換的指令

7. 2. 2 與程序狀態(tài)切換相關(guān)的偽操作

7. 2. 3 進(jìn)行狀態(tài)切換的匯編程序?qū)嵗?/p>

7. 3 在C/C++程序中實(shí)現(xiàn)interwork

7. 4 在匯編語(yǔ)言程序中通過連接器支持interwork

7. 4. l 利用veneers實(shí)現(xiàn)匯編程序間的程序狀態(tài)切換

7. 4. 2 利用veneers實(shí)現(xiàn)匯編程序與C/C++程序間的程序狀態(tài)切換

第8章 C\C++以及匯編語(yǔ)言的混合編程

8. l 內(nèi)嵌匯編器的使用

8. 1. l 內(nèi)嵌的匯編指令用法

8. 1. 2 內(nèi)嵌的匯編器和armasm的區(qū)別

8. l. 3 在C\C++程序中使用內(nèi)嵌的匯編指令

8. 1. 4 內(nèi)嵌匯編指令的應(yīng)用舉例

8. 2 從匯編程序中訪問C程序變量

8. 3 匯編程序.C程序以及C++程序的相互調(diào)用

8. 3. l 在C++程序中使用C程序頭文件

8. 3. 2 匯編程序.C程序以及C++程序的相互調(diào)用舉例

第9章 異常中斷處理

9. 1 ARM中異常中斷處理概述

9. 1. 1 ARM體系中異常中斷種類

9. 1. 2 異常中斷向量表及異常中斷優(yōu)先級(jí)

9. 1. 3 異常中斷使用的寄存器

9. 2 進(jìn)入和退出異常中斷的過程

9. 2. 1 ARM處理器對(duì)異常中斷的響應(yīng)過程

9. 2. 2 從異常中斷處理程序中返回

9. 3 在應(yīng)用程序中安裝異常中斷處理程序

9. 3. 1 在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)安裝異常中斷處理程序

9. 3. 2 在C程序中安裝異常中斷處理程序

9. 4 SWI異常中斷處理程序

9. 4. 1 SWI異常中斷處理程序的實(shí)現(xiàn)

9. 4. 2 SWI異常中斷調(diào)用

9. 5 FIQ和IRQ異常中斷處理程序

9. 5. 1 IRQ/FIQ異常中斷處理程序

9. 5. 2 IRQ異常中斷處理程序舉例

9. 6 復(fù)位異常中斷處理程序

9. 7 未定義指令異常中斷

9. 8 指令預(yù)取中止異常中斷處理程序

9. 9 數(shù)據(jù)訪問中止異常中斷處理程序

第10章 ARM C/0++編譯器

10. 1 ARM C/C++編譯器概述

10. 1. 1 ARM C/C++編譯器及語(yǔ)言庫(kù)介紹

10. l. 2 ARM編譯器中與搜索路徑相關(guān)的一些基本概念

10. 2 ARM編譯器命令行格式

10. 2. l 過程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)

10. 2. 2 設(shè)置源程序語(yǔ)言類型

10. 2. 3 指定搜索路徑

10. 2. 4 設(shè)置預(yù)處理選項(xiàng)

10. 2. 5 設(shè)置輸出文件類型

10. 2. 6 指定目標(biāo)處理器和ARM體系版本

10. 2. 7 生成調(diào)試信息

10. 2. 8 代碼生成的控制

10. 2. 9 控制警告信息的產(chǎn)生

10. 2. 10 編譯時(shí)進(jìn)行的一些額外的檢查

10. 2. 11 控制錯(cuò)誤信息

10. 3 ARM編譯器中的pragmas

10. 4 ARM編譯器特定的關(guān)鍵詞

10. 4. 1 用于聲明函數(shù)的關(guān)鍵詞

10. 4. 2 用于聲明交量的關(guān)鍵詞

10. 4. 3 用于限定數(shù)據(jù)類型的關(guān)鍵詞

10. 5 ARM編譯器支持的基本數(shù)據(jù)類型

10. 6 ARM編譯器中預(yù)定義宏

10. 7 ARM中C/C++庫(kù)

10. 7. 1 ARM中C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)概述

10. 7. 2 建立一個(gè)包含C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)的C/C++應(yīng)用程序

10. 7. 3 建立不包含C運(yùn)行時(shí)庫(kù)的應(yīng)用程序

10. 7. 4 裁減C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)以適應(yīng)特定的目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境

第11章 ARM連接器

11. 1 ARM映像文件

11. 1. 1 ARM映像文件的組成

11. 1. 2 ARM映像文件的入口點(diǎn)

11. 1. 3 輸入段的排序規(guī)則

11. 2 ARM連接器介紹

11. 3 ARM連接器生成的符號(hào)

11. 3. 1 連接器生成的與域相關(guān)的符號(hào)

11. 3. 2 連接器生成的與輸出段相關(guān)的符號(hào)

11. 3. 3 連接器生成的與輸入段相關(guān)的符號(hào)

11. 4 連接器的優(yōu)化功能

11. 5 運(yùn)行時(shí)庫(kù)的使用

11. 5. 1 C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)與目標(biāo)文件

11. 5. 2 查找需要的C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)

11. 5. 3 選擇合適種類的C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)

11. 5. 4 掃描C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)

11. 6 從一個(gè)映像文件中使用另一個(gè)映像文件中的符號(hào)

11. 6. 1 symdefs文件

11. 6. 2 建立symdefs文件

11. 6. 3 symdefs文件的使用

11. 7 隱藏或者重命名全局符號(hào)

11. 7. l steering文件的格式

11. 7. 2 steering文件中的命令

11. 8 ARM連接器命令行選項(xiàng)

11. 9 使用scatter文件定義映像文件的地址映射

11. 9. l scatter文件概述

11. 9. 2 satter文件中各部分介紹

11. 9. 3 scatter文件使用舉例

第12章 嵌入式應(yīng)用程序示例

12. l 嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)

12. 1. 1 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中的存儲(chǔ)映射

12. 1. 2 系統(tǒng)初始化

12. 2 使用semihosting的 C語(yǔ)言程序示例

12. 2. 1 源程序分析

12. 2. 2 生成映像文件

12. 3 一個(gè)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)示例

12. 3. l 源程序分析

12. 3. 2 生成映像文件

12. 3. 3 本例中地址映射模式

12. 4 進(jìn)行ROM/RAM地址重映射的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)

12. 4. l 地址映射模式

12. 4. 2 源程序分析

12. 4. 3 生成映像文件

12. 5 一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)示例

第13章 使用CodeWarrior

13. 1 CodeWarrior for ADS概述

13. 2 簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的使用

13. 2. 1 工程項(xiàng)目窗口

13. 2. 2 簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的使用

13. 3 配置生成目標(biāo)

13. 3. 1 Debug Settings對(duì)話框介紹

13. 3. 2 設(shè)置牛成目標(biāo)的基本選項(xiàng)

13. 3. 3 匯編器選項(xiàng)設(shè)置

13. 3. 4 編譯器的選項(xiàng)設(shè)置

13. 3. 5 連接器的選項(xiàng)設(shè)置

13. 3. 6 fromELF工具的選項(xiàng)設(shè)置

13. 4 復(fù)雜工程項(xiàng)目的使用

13. 4. l 建立一個(gè)新的生成目標(biāo)

13. 4. 2 將一個(gè)生成目標(biāo)更名

13. 4. 3 建立生成目標(biāo)之間的依賴關(guān)系

13. 4. 4 子工程項(xiàng)目的使用

13. 5 工程項(xiàng)目模板

13. 5. 1 ADS中工程項(xiàng)目模板的使用

13. 5. 2 建立用戶工程項(xiàng)目模板

13. 6 編譯和連接工程項(xiàng)目

13. 6. 1 編譯文件

13. 6. 2 生成工程項(xiàng)目

第14章 ARM體系中的調(diào)試方法

14. 1 ARM體系中調(diào)試系統(tǒng)概述

14. 2 基于Angel的調(diào)試系統(tǒng)

14. 2. l 基于Angel的調(diào)試系統(tǒng)的概述

14. 2. 2 使用Angel開發(fā)應(yīng)用程序

14. 2. 3 Angel執(zhí)行的操作

14. 2. 4 將Angel移植到特定的目標(biāo)系統(tǒng)

14. 3 基于JTAG的調(diào)試系統(tǒng)

14. 3. l 基于JTAG的調(diào)試系統(tǒng)的特點(diǎn)

14. 3. 2 基于JTAG的調(diào)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

14. 3. 3 目標(biāo)系統(tǒng)中的調(diào)試功能擴(kuò)展部件

14. 3. 4 基于JTAG的調(diào)試過程

14. 4 ADW使用介紹

14. 4. 1 ADW概述

14. 4. 2 ADW中的窗口

14. 4. 3 ADW使用介紹