从零开始学ARM

学习自b站一口linux老师的课程。

介绍

学习ARM需要学计算机原理，汇编，C语言，基本电路，硬件控制器原理，以及编写相应驱动程序。

为什么要学汇编？

• 了解系统启动、上电、函数调用等底层实现。
• 真正地提高函数运行效率。
• 一些软件的破解……

ARM是什么？

设计微处理器架构的公司，包含三类：cortex-A, -R, -M, 高性能、实时、轻量级。

ARM公司只设计架构不生产产品。每个处理器都需要依靠一定的ARM架构来设计。

授权给其他做产品的公司分为架构层授权，内核层授权（ip核），使用层授权。

• 架构：可以对ARM架构扩展缩减，如苹果（可以修改我的文章）。
• 内核：在内核基础上加自己的外设，如三星（可以引用我的文章，但是不能改）。
• 使用：可以用别人的ip核，但是不能更改（只能转发我的文章）。

SOC

system on a chip, 最大的特点是便宜，开发方便。

AHB：高速总线，存基本的或者性能较高的东西。

APB：外部总线。

计算机历史

巴贝奇：机械结构的差分机。

ada：计算机程序概念的创始人，如循环、子程序等概念。

阿塔纳索夫的ABC，图灵的巨人机都是相当于证明了电路实现计算是可行的，处于证明阶段，类似ChatGPT。冯诺依曼则是设计计算机通用架构。

CPU的发展：最早的仙童半导体，衍生出的Intel公司，

冯诺依曼结构介绍

我们知道冯诺依曼结构5大组成，通过总线（db ab cb）连接。

存储器：cache，金字塔型，从上到下L0寄存器，L1 L2 L3 高速缓存，L4 主存（内存条，CPU可直接访问），本地二级存储（本地磁盘），远程二级存储（分布式文件系统，web服务器）。

哈佛架构介绍

相比冯，程序和数据分开存储。stm32 51就是哈佛架构，pc等是冯诺依曼架构。哈佛执行效率高，冯诺依曼占用资源少。

混合架构介绍

主要是冯诺依曼架构，但是一些上电启动的部分是哈佛架构。

CPU运行原理

指令计数器指着当前指令地址（PC）——去取指令，存到指令寄存器中——执行指令（指令译码，取操作数，运算），从存储单元和程序的数据段取数据并运算，PC++。

指令集：CISC RISC 复杂和精简，ARM是精简。龙芯的MIPS和X86的指令集没有与RISC的指令纠纷，不涉及卡芯片的问题。

ARM指令格式：操作码+操作数的地址。

环境搭建

使用的是绿色的Keil Mdk，和stm32用的是同一个软件开发。

需要安装三星 samsung 的 s3c2400 芯片包，下载地址：https://armkeil.blob.core.windows.net/legacy/MDK79525.EXE

.s文件本来是一些初始化内容，这里我们不需要用到那么多。

.s 文件修改代码：

 AREA Example,CODE,READONLY ;声明代码段Example
 ENTRY ;程序入口
Start
 MOV R0, #0
 MOV R1,#10
 BL ADD_SUM ;调用子程序
 B OVER ;跳转到结尾
ADD_SUM
 ADD R0,R0,R1
 MOV PC,LR
OVER
 END

打开debug模式后，registers里面是32位地址，disassembly 里是翻译后的机器码。

这里注意asm用空格的缩进来指代指令！