ARM指令集中提供了两条产生异常的指令,通过这两条指令可以用软件的方法实现异常。表9.4总结了ARM异常产生指令。
Thumb指令集支持寄存器的装载和存储,即LDR和STR指令。8和类型的Load/Store指令在Thumb指令集中可用。这些指令使用两种寻址模式:寄存器偏移和立即数偏移。指令所能存取的数据包括字、半字和字节,同时半字和字节可以为有符号数或无符号数。
Thumb中有两个分支跳转指令的变体,第一个变体与ARM版本指令相似,可条件执行,跳转被限制在有符号8位立即数所表示的范围内,或者是±256B。第二个变体不可条件执行(没有条件码部分),但扩展了有效跳转范围,跳转范围为有符号11位立即数表示的范围,即±2048B。
ARM汇编器支持ARM伪指令,这些伪指令在汇编阶段被翻译成ARM或者Thumb(或Thumb-2)指令(或指令序列)。ARM伪指令包含ADR、ADRL、MOV32和LDR。
程序符号。通常为地址标号(label)。在指令和伪指令中通常为标号;在一些伪操作中符号可能是变量或常数。详见ARM伪操作一节。
armasm是ARM汇编语言的交叉编译器,本节将详细介绍它的使用方法。
Thumb指令集把32位ARM指令集的一个子集编码为一个16位的指令集。在16位外部数据总线宽度下,ARM处理器上使用Thumb指令的性能要比使用ARM指令的性能更好。
所有的Thumb指令都是16位的。它们都是ARM指令重新编码得到的,所以继承了ARM指令集的许多特点。
Thumb指令集的多寄存器Load/Store指令是ARM指令集的多寄存器Load/Store指令的简化形式。同ARM指令一样,Thumb多寄存器数据传送指令可以用于过程调用与返回以及存储器块拷贝。但为了编码的紧凑性,这两种用法由分开的指令实现,并且这些指令也只使用单一的寻址方式。在其他方面,这些指令的性质与等价的ARM指令相同。
Thumb异常中断产生指令与ARM指令集下的异常中断指令十分相似。同ARM指令集相同,Thumb指令集中同样包含两条异常中断产生指令:软件中断指令SWI用于产生SWI异常中断;断点中断指令BKPT主要用于产生软件断点,供调试程序使用(只在ARMv5及以上版本中使用)。
分散加载可以更加方便准确的指定映像存储器映射,为映像组件分组和布局提供了全面控制。它能够描述由载入时和执行时分散在存储器映射中的多个区组成的复杂映像映射。虽然,分散加载可以用于简单映像,但它通常仅用于具有复杂存储器映射的映像。
Thumb指令集中存在未定义的指令空间,如图11.65所示。
对3级流水线的ARM处理器来说,做相对较小的改动就可以实现Thumb指令集(5级流水线的实现要复杂些)。为实现Thumb指令集,在指令流水线中增加了Thumb指令解码逻辑,该解码逻辑将预取的Thumb指令转换成等价的ARM指令。图11.66显示了Thumb指令的扩展逻辑组织。
Thumb以其较高的代码密度和在窄存储器上的性能,使得它在很多系统中得到广泛应用。但在很多情况下,还是不得不使用ARM指令,这是因为:
内联汇编和嵌入型汇编是包含在C/C++编译器中的汇编器。使用它可以在C/C++程序中实现C/C++语言不能完成的一些工作。例如,在下面几种情况中必须使用内联汇编或嵌入型汇编。
多数嵌入式应用程序最初都是在原型环境下开发的。无论什么样的原型仿真环境与最终产品环境都是有差异的。因此,考虑如何将嵌入式应用程序从其所依赖的开发工具或调试环境中移植到在目标硬件上独立运行是非常重要的。
在汇编代码中访问C全局变量,只能通过地址间接访问全局变量。要访问全局变量,必须在汇编中使用 IMPORT 伪操作输入全局变量,然后将地址载入寄存器。可以根据变量的类型使用载入和存储指令访问该变量。
本节描述如何在C++代码中使用C头文件。从C++调用C头文件之前,C头文件必须包含在extern "C"命令中。本节包含以下两部分内容:
本节提供一些示例,显示如何从C++调用C和汇编语言代码,以及从C和汇编语言调用 C++ 代码。其中包括调用约定和数据类型。主要包括下面内容:
本章主要介绍嵌入式应用程序的设计方法。本章中的一些实例程序是以ARM公司的Realview2.2为开发平台。由于目前嵌入式应用环境相差非常大,这里主要是通过这些实例程序来更直接地介绍嵌入式应用系统的开发方法,具体的代码因具体的嵌入式环境不同而有所差异。