ARM體系結(jié)構(gòu)與編程

內(nèi)容概要

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，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)計模型、ARM匯編語言程序設(shè)計、ARM C／C++語言程序設(shè)計、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)計時的基本技術(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。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。

書籍目錄

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體系中存儲系統(tǒng)                   1. 7. 1  ARM體系中的存儲空間                   1. 7. 2  ARM存儲器格式                   1. 7. 3  非對齊的存儲訪問操作                   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  字及無符號字節(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匯編語言程序設(shè)計                   4. 1  偽操作                   4. 1. l  符號定義偽操作                   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  信息報告?zhèn)尾僮?                  4. 1. 6  其他的偽操作                   4. 2  ARM匯編語言偽指令                   4. 3  ARM匯編語言語句格式                   4. 3. 1  ARM匯編語言中的符號                   4. 3. 2  ARM匯編語言中的表達(dá)式                   4. 4  ARM匯編語言程序格式.                    4. 4. l  匯編語言程序格式                   4. 4. 2  匯編語言子程序調(diào)用                   4. 5  ARM匯編編譯器的使用                   4. 6  匯編程序設(shè)計舉例                   4. 6. 1  ARM中偽操作使用實例                   4. 6. 2  ARM中匯編程序?qū)嵗?                                     第5章 ARM存儲系統(tǒng)                   5. 1  ARM存儲系統(tǒng)概述                   5. 2  ARM中用于存儲管理的系統(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  存儲器管理單元MMU                   5. 3. l  存儲器管理單元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中的存儲訪問失效                   5. 4  高速緩沖存儲器和寫緩沖區(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                   5. 4. 6  存儲系統(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  與存儲系統(tǒng)相關(guān)的程序設(shè)計指南                   5. 6. l  地址空間                   5. 6. 2  存儲器格式                   5. 6. 3  非對齊的存儲訪問操作                   5. 6. 4  指令預(yù)取和自修改代碼                   5. 6. 5  IMB                   5. 6. 6  存儲器映射的I／O空間                   5. 7  AIOA存儲系統(tǒng)的實例                   5. 7. 1  L7205的存儲系統(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  支持只讀段位置無關(guān)（ROPI）的ATPCS                   6. 3. 3  支持可讀寫段位置無關(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  在匯編語言程序中通過用戶代碼支持interwork                   7. 2. l  可以實現(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?                  7. 3  在C／C++程序中實現(xiàn)interwork                   7. 4  在匯編語言程序中通過連接器支持interwork                   7. 4. l  利用veneers實現(xiàn)匯編程序間的程序狀態(tài)切換                   7. 4. 2  利用veneers實現(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                   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++編譯器及語言庫介紹                   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)置源程序語言類型                   10. 2. 3  指定搜索路徑                   10. 2. 4  設(shè)置預(yù)處理選項                   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  編譯時進(jìn)行的一些額外的檢查                   10. 2. 11  控制錯誤信息                   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                   10. 7. 1  ARM中C／C++運(yùn)行時庫概述                   10. 7. 2  建立一個包含C/C++運(yùn)行時庫的C/C++應(yīng)用程序                   10. 7. 3  建立不包含C運(yùn)行時庫的應(yīng)用程序                   10. 7. 4  裁減C/C++運(yùn)行時庫以適應(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                   11. 3. 1  連接器生成的與域相關(guān)的符號                   11. 3. 2  連接器生成的與輸出段相關(guān)的符號                   11. 3. 3  連接器生成的與輸入段相關(guān)的符號                   11. 4  連接器的優(yōu)化功能                   11. 5  運(yùn)行時庫的使用                   11. 5. 1  C/C++運(yùn)行時庫與目標(biāo)文件                   11. 5. 2  查找需要的C／C++運(yùn)行時庫                   11. 5. 3  選擇合適種類的C/C++運(yùn)行時庫                   11. 5. 4  掃描C／C++運(yùn)行時庫                   11. 6  從一個映像文件中使用另一個映像文件中的符號                   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                   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                   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)計的基本知識                   12. 1. 1  嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中的存儲映射                   12. 1. 2  系統(tǒng)初始化                   12. 2  使用semihosting的  C語言程序示例                   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  簡單工程項目的使用                   13. 2. 1  工程項目窗口                   13. 2. 2  簡單工程項目的使用                   13. 3  配置生成目標(biāo)                   13. 3. 1   Debug  Settings對話框介紹                   13. 3. 2 設(shè)置牛成目標(biāo)的基本選項                   13. 3. 3  匯編器選項設(shè)置                   13. 3. 4  編譯器的選項設(shè)置                   13. 3. 5  連接器的選項設(shè)置                   13. 3. 6  fromELF工具的選項設(shè)置                   13. 4  復(fù)雜工程項目的使用                   13. 4. l  建立一個新的生成目標(biāo)                   13. 4. 2  將一個生成目標(biāo)更名                   13. 4. 3  建立生成目標(biāo)之間的依賴關(guān)系                   13. 4. 4  子工程項目的使用                   13. 5  工程項目模板                   13. 5. 1  ADS中工程項目模板的使用                   13. 5. 2  建立用戶工程項目模板                   13. 6  編譯和連接工程項目                   13. 6. 1  編譯文件                   13. 6. 2  生成工程項目                                      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

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