ARM体系结构与编程PDF电子书教材

ARM处理器是一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，由ARM公司设计，然后授权给各半导体厂商生产，它目前已经成为应用最为广泛的嵌入式处理器。本书分14章对ARM处理器的体系结构、指令系统和开发工具作了比较全面的介绍。其中包括ARM体系介绍、ARM程序设计模型、ARM汇编语言程序设计、ARM C/C++语言程序设计、ARM连接器的使用、ARM集成开发环境CodeWarrior IDE的介绍及高性能的调试工具ADW的使用。并在此基础之上介绍一些典型的基于ARM体系的嵌入式应用系统设计时的基本技术。通过阅读本书可以使读者掌握开发基于ARM的应用系统的各方面的知识。本书既可作为学习ARM技术的培训材料，也可作为嵌入式系统开发人员的参考手册。

目录

第1章 ARM概述及其基本编程模型

1. 1 ARM技术的应用领域及其特点

1. 2 ARM体系结构的版本及命名方法

1. 2. 1 ARM体系结构的版本

1. 2. 2 ARM体系的变种

1. 2. 3 ARM/Thumb体系版本的命名格式

l. 3 ARM处理器系列

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处理器模式

1. 5 ARM寄存器介绍

1. 5. l 通用寄存器

1. 5. 3 程序状态寄存器

1. 6 ARM体系的异常中断

1. 6. 1 ARM中异常中断种类

1. 6. 2 ARM处理器对异常中断的响应过程

1. 6. 3 从异常中断处理程序中返回

1. 7 ARM体系中存储系统

1. 7. 1 ARM体系中的存储空间

1. 7. 2 ARM存储器格式

1. 7. 3 非对齐的存储访问操作

1. 7. 4 指令预取和自修改代码

第2章 ARM指令分类及其寻址方式

2. 1 ARM指令集概要介绍

2. 1. 1 ARM指令的分类

2. 1. 2 ARM指令的一般编码格式

2. 1. 3 ARM指令的条件码域

2. 2 ARM指令寻址方式

2. 2. l 数据处理指令的操作数的寻址方式

2. 2. 2 字及无符号字节的Load/Store指令的寻址方式

2. 2. 3 杂类Load/Store指令的寻址方式

2. 2. 4 批量Load/Store指令的寻址方式

2. 2. 5 协处理器Load/Store指令的寻址方式

第3章 ARM指令集介绍

3. 1 ARM指令集

3. 1. l 跳转指令

3. l. 2 数据处理指令

3. 1. 3 乘法指令

3. 1. 4 杂类的算术指令

3. 1. 5 状态寄存器访问指令

3. l. 6 Load/Store内存访问指令

3. 1. 7 批量Load/Store内存访问指令

3. 1. 8 信号量操作指令

3. 1. 9 异常中断产生指令

3. 1. 10 ARM协处理器指令

3. 2 一些基本的ARM指令功能段

3. 2. l 算术逻辑运算指令的应用

3. 2. 2 跳转指令的应用

3. 2. 3 Loacl/Store指令的应用

3. 2. 4 批量Load/Store指令的应用

3. 2. 5 信号量指令的应用

3. 2. 6 与系统相关的一些指令代码段

3. 3 Thumb指令介绍

第4章 ARM汇编语言程序设计

4. 1 伪操作

4. 1. l 符号定义伪操作

4. 1. 2 数据定义伪操作

4. 1. 3 汇编控制伪操作

4. 1. 4 栈中数据帧描述伪操作

4. 1. 5 信息报告伪操作

4. 1. 6 其他的伪操作

4. 2 ARM汇编语言伪指令

4. 3 ARM汇编语言语句格式

4. 3. 1 ARM汇编语言中的符号

4. 3. 2 ARM汇编语言中的表达式

4. 4 ARM汇编语言程序格式.

4. 4. l 汇编语言程序格式

4. 4. 2 汇编语言子程序调用

4. 5 ARM汇编编译器的使用

4. 6 汇编程序设计举例

4. 6. 1 ARM中伪操作使用实例

4. 6. 2 ARM中汇编程序实例

第5章 ARM存储系统

5. 1 ARM存储系统概述

5. 2 ARM中用于存储管理的系统控制协处理器CP15

5. 2. 1 访问CP15寄存器的指令

5. 2. 2 CP15中的寄存器

5. 3 存储器管理单元MMU

5. 3. l 存储器管理单元MMU概述

5. 3. 2 禁止/使能MMU

5. 3. 3 MMU中地址变换过程

5. 3. 4 MMU中存储访问权限控制

5. 3. 5 MMU中的域

5. 3. 6 关于快表的操作

5. 3. 7 ARM中的存储访问失效

5. 4 高速缓冲存储器和写缓冲区

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的分类

5. 4. 4 cache的替换算法

5. 4. 5 缓冲技术的使用注意事项

5. 4. 6 存储系统的一致性问题

5. 4. 7 cache内容锁定

5. 4. 8 与cache和写缓冲区相关的编程接口

5. 5 快速上下文切换技术

5. 5. l 快速上下文切换技术原理

5. 5. 2 快速上下文切换技术编程接口

5. 6 与存储系统相关的程序设计指南

5. 6. l 地址空间

5. 6. 2 存储器格式

5. 6. 3 非对齐的存储访问操作

5. 6. 4 指令预取和自修改代码

5. 6. 5 IMB

5. 6. 6 存储器映射的I/O空间

5. 7 AIOA存储系统的实例

5. 7. 1 L7205的存储系统概述

5. 7. 2 L7205中的SDRAM

5. 7. 3 L7205中的 MMU

第6章 ATPCS介绍

6. 1 ATPCS概述

6. 2 基本ATPCS

6. 2. l 寄存器的使用规则

6. 2. 2 数据栈使用规则

6. 2. 3 参数传递规则

6. 3 几种特定的ATPCS

6. 3. l 支持数据栈限制检查的ATPCS

6. 3. 2 支持只读段位置无关(ROPI)的ATPCS

6. 3. 3 支持可读写段位置无关(RWPI)的ATPCS

6. 3. 4 支持ARM程序和Thumb程序混合使用的ATPCS

6. 3. 5 处理浮点运算的ATPCS

第7章 ARM程序和Thumb程序混合使用

7. 1 概述

7. 2 在汇编语言程序中通过用户代码支持interwork

7. 2. l 可以实现程序状态切换的指令

7. 2. 2 与程序状态切换相关的伪操作

7. 2. 3 进行状态切换的汇编程序实例

7. 3 在C/C++程序中实现interwork

7. 4 在汇编语言程序中通过连接器支持interwork

7. 4. l 利用veneers实现汇编程序间的程序状态切换

7. 4. 2 利用veneers实现汇编程序与C/C++程序间的程序状态切换

第8章 C\C++以及汇编语言的混合编程

8. l 内嵌汇编器的使用

8. 1. l 内嵌的汇编指令用法

8. 1. 2 内嵌的汇编器和armasm的区别

8. l. 3 在C\C++程序中使用内嵌的汇编指令

8. 1. 4 内嵌汇编指令的应用举例

8. 2 从汇编程序中访问C程序变量

8. 3 汇编程序.C程序以及C++程序的相互调用

8. 3. l 在C++程序中使用C程序头文件

8. 3. 2 汇编程序.C程序以及C++程序的相互调用举例

第9章 异常中断处理

9. 1 ARM中异常中断处理概述

9. 1. 1 ARM体系中异常中断种类

9. 1. 2 异常中断向量表及异常中断优先级

9. 1. 3 异常中断使用的寄存器

9. 2 进入和退出异常中断的过程

9. 2. 1 ARM处理器对异常中断的响应过程

9. 2. 2 从异常中断处理程序中返回

9. 3 在应用程序中安装异常中断处理程序

9. 3. 1 在系统复位时安装异常中断处理程序

9. 3. 2 在C程序中安装异常中断处理程序

9. 4 SWI异常中断处理程序

9. 4. 1 SWI异常中断处理程序的实现

9. 4. 2 SWI异常中断调用

9. 5 FIQ和IRQ异常中断处理程序

9. 5. 1 IRQ/FIQ异常中断处理程序

9. 5. 2 IRQ异常中断处理程序举例

9. 6 复位异常中断处理程序

9. 7 未定义指令异常中断

9. 8 指令预取中止异常中断处理程序

9. 9 数据访问中止异常中断处理程序

第10章 ARM C/0++编译器

10. 1 ARM C/C++编译器概述

10. 1. 1 ARM C/C++编译器及语言库介绍

10. l. 2 ARM编译器中与搜索路径相关的一些基本概念

10. 2 ARM编译器命令行格式

10. 2. l 过程调用标准

10. 2. 2 设置源程序语言类型

10. 2. 3 指定搜索路径

10. 2. 4 设置预处理选项

10. 2. 5 设置输出文件类型

10. 2. 6 指定目标处理器和ARM体系版本

10. 2. 7 生成调试信息

10. 2. 8 代码生成的控制

10. 2. 9 控制警告信息的产生

10. 2. 10 编译时进行的一些额外的检查

10. 2. 11 控制错误信息

10. 3 ARM编译器中的pragmas

10. 4 ARM编译器特定的关键词

10. 4. 1 用于声明函数的关键词

10. 4. 2 用于声明交量的关键词

10. 4. 3 用于限定数据类型的关键词

10. 5 ARM编译器支持的基本数据类型

10. 6 ARM编译器中预定义宏

10. 7 ARM中C/C++库

10. 7. 1 ARM中C/C++运行时库概述

10. 7. 2 建立一个包含C/C++运行时库的C/C++应用程序

10. 7. 3 建立不包含C运行时库的应用程序

10. 7. 4 裁减C/C++运行时库以适应特定的目标运行环境

第11章 ARM连接器

11. 1 ARM映像文件

11. 1. 1 ARM映像文件的组成

11. 1. 2 ARM映像文件的入口点

11. 1. 3 输入段的排序规则

11. 2 ARM连接器介绍

11. 3 ARM连接器生成的符号

11. 3. 1 连接器生成的与域相关的符号

11. 3. 2 连接器生成的与输出段相关的符号

11. 3. 3 连接器生成的与输入段相关的符号

11. 4 连接器的优化功能

11. 5 运行时库的使用

11. 5. 1 C/C++运行时库与目标文件

11. 5. 2 查找需要的C/C++运行时库

11. 5. 3 选择合适种类的C/C++运行时库

11. 5. 4 扫描C/C++运行时库

11. 6 从一个映像文件中使用另一个映像文件中的符号

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 隐藏或者重命名全局符号

11. 7. l steering文件的格式

11. 7. 2 steering文件中的命令

11. 8 ARM连接器命令行选项

11. 9 使用scatter文件定义映像文件的地址映射

11. 9. l scatter文件概述

11. 9. 2 satter文件中各部分介绍

11. 9. 3 scatter文件使用举例

第12章 嵌入式应用程序示例

12. l 嵌入式应用程序设计的基本知识

12. 1. 1 嵌入式应用系统中的存储映射

12. 1. 2 系统初始化

12. 2 使用semihosting的 C语言程序示例

12. 2. 1 源程序分析

12. 2. 2 生成映像文件

12. 3 一个嵌入式应用系统示例

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 进行ROM/RAM地址重映射的嵌入式应用系统

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 一个嵌入式操作系统示例

第13章 使用CodeWarrior

13. 1 CodeWarrior for ADS概述

13. 2 简单工程项目的使用

13. 2. 1 工程项目窗口

13. 2. 2 简单工程项目的使用

13. 3 配置生成目标

13. 3. 1 Debug Settings对话框介绍

13. 3. 2 设置牛成目标的基本选项

13. 3. 3 汇编器选项设置

13. 3. 4 编译器的选项设置

13. 3. 5 连接器的选项设置

13. 3. 6 fromELF工具的选项设置

13. 4 复杂工程项目的使用

13. 4. l 建立一个新的生成目标

13. 4. 2 将一个生成目标更名

13. 4. 3 建立生成目标之间的依赖关系

13. 4. 4 子工程项目的使用

13. 5 工程项目模板

13. 5. 1 ADS中工程项目模板的使用

13. 5. 2 建立用户工程项目模板

13. 6 编译和连接工程项目

13. 6. 1 编译文件

13. 6. 2 生成工程项目

第14章 ARM体系中的调试方法

14. 1 ARM体系中调试系统概述

14. 2 基于Angel的调试系统

14. 2. l 基于Angel的调试系统的概述

14. 2. 2 使用Angel开发应用程序

14. 2. 3 Angel执行的操作

14. 2. 4 将Angel移植到特定的目标系统

14. 3 基于JTAG的调试系统

14. 3. l 基于JTAG的调试系统的特点

14. 3. 2 基于JTAG的调试系统结构

14. 3. 3 目标系统中的调试功能扩展部件

14. 3. 4 基于JTAG的调试过程

14. 4 ADW使用介绍

14. 4. 1 ADW概述

14. 4. 2 ADW中的窗口

14. 4. 3 ADW使用介绍