ARM
arm体积小功耗低性能高，支持thumb ARM双指令集，兼容8/16位器件；大量使用寄存器，指令定长，寻址简单。
ARM是32位架构，Word 32bit， half Word 16bit.
模式
用户模式是用户程序的模式，没权限操作其他硬件和数据，只能通过软中断或异常切换。
系统模式和用户模式共用一套资源，且权限更高。
中断模式可以自由访问硬件资源。不然CPU直接可以访问所有硬件资源效率太低。
快速中断紧急一些，处理快速问题。
管理模式svc：软中断swi处理或者板子上电/rst时的模式，主要用于系统初始化。
中止模式：访问非法地址时的异常，如segment fault。预取指令中止或数据中止异常进入中止模式（预取指令中止是指令没问题，但是指令指的地址找不到）。
未定义模式：软件仿真，或无法识别指令时进入。
Monitor：安全监测。
这些模式的切换可以通过软件或者EXTI Exception改变。
异常有精确和非精确，无法嵌套只能一个个处理。
寄存器
除了sys和usr是共用一组寄存器，其他模式之间都是有一部分通用寄存器（33个，对于Cortex-A来说），一部分当前模式独有的状态寄存器（7个）。
- R0-R7：未分组寄存器。这些寄存器所有模式下都指向同一批寄存器，因此模式切换的时候可能出问题。
- R8-R14：分组寄存器，分低位高位，一些指令可以分组执行提高效率。高位比如R13的SP和R14的LR。（R8-R12快中断和其他模式不一样，物理上有两组R8-R12的寄存器；而R13 14有7个物理寄存器，sys和usr模式下是一样的，其他模式下各自有一个R13 R14）
- R15 PC：程序计数器。
r13 堆栈寄存器，由高位向低位存储。
刚刚了解到r13是7种模式下各有一个的，因此用途在于当模式切换的时候，堆栈指针可以保存各自模式下需要保存的寄存器，便于恢复。
r14 链接寄存器，用于保存程序运行位置（即各个模式下PC的值），多模式切换时返回有用。
pc的最低位一般没用，arm是[31:2]位保存pc，[1:0]位=0；thumb是[31:1]保存pc。因此寻址0x40008001和寻址0x40008000没区别。
pc=当前程序执行位置+8，因为取指是预取 提前多取一点装载一下，然后解码执行。
cpsr 当前程序状态寄存器，cpsr是所有模式共用的。
- m位：[4:0]，指代处理器模式位，如10000是usr mode。
- t位，j位：[5] [24]，指代寄存器是arm/thumb等状态。
- i位：[7]，是否启用中断，1禁止IRQ。
- nzcv：[31:28] 条件位，比如根据这些位的值决定跳转到什么模式。
spsr 每种模式下自己专用的物理状态寄存器，用于异常发生时备份cpsr。sys usr没有spsr因为他俩不是异常模式。
协处理器
arm允许协处理器扩展指令集。比如控制cache，存储管理单元mmu，异常向量表地址设置等。了解即可，用到的时候再深入学习。
流水线
取指，移码，执行。这些都是串行的话，或者都给cpu做，效率极低。就像手术台上的大夫要完成重要的手术操作，护士辅助可以递工具准备药剂，而不是拿工具也要大夫自己亲自去拿。
一个程序需要三个步骤都来一遍，3个周期。但是我们可以依次开始更多的指令，比如一个周期入一个程序，一个周琦出一个指令，效率将大幅度提高。
最佳流水线：反应周期2
但是实际上并非这么理想的每一个都是一个指令周期，因为有许多总线要传输数据，外存拷过来的数据更慢。
LDR流水线：
执行ldr装载等指令时，需要先通过指令和数据总线把数据存入指定寄存器中，再写回原寄存器。在此期间其他并行的指令无法解码无法执行，因此只能延时stall。
分支流水线：反应周期2
如图，BL指令要跳转到AND指令。
第2周期，Linkret做了两件事，第一是预取目的地址指令，预取AND指令。第二是保存当前函数返回位置，即把SUB的地址存入r14链接寄存器中，因此占用总线无法解码执行。
第3周期跳转，解码and的指令，预取下一条指令，且修改r14值，因为前面介绍过r14最后两位没用，清零以便简单返回。
中断流水线：反应周期7
周期1：收到中断，不急，先把add指令执行完了。
周期2：保存cpsr到spsr，修改cpsr的当前模式改为中断模式，禁止中断进一步输入。
周期3：保存中断函数返回地址lr=当前pc=0x800c加了2条指令后的地址，预取指令。
周期4：跳转过去解码，且调整r14 lr=0x8008.
周期5：根据lr跳转回原函数对应位置。
周期6：根据lr修改回pc.
