Cortex-M3学习笔记

一，cortexM3权威指南：

二，

三，寄存器：
1.影子寄存器的引入是ARM的一个特点（X86，PowerPC都没有）。我们知道，ARM有16个通用寄存器，这16个通用寄存器在指令中使用4个bit来标识，但是在不同的模式下，同样的4个bit 指向不同的物理寄存器，这些不同的物理寄存器就被称之为影子寄存器。不同的通用寄存器的影子寄存器个数也不相同，有的没有，有的只有1个，有的多达5个。要记住一点：所有的影子寄存器都是一个实际存在的物理寄存器。
RM核是一个非常紧凑的设计，影子寄存器的引入就是这种设计的表现。通过引入影子寄存器，指令可以重 复使用相同的寄存器编码，但是在不同模式下，这些编码对应不同的物理寄存器。比如Abort模式下的R13就同用户模式下的R13不同，虽然它们编码一 样，但是实际上对应的是不同的物理寄存器（可以将CPSR的模式域当作片选）。
2.我们可以计算一下ARM的通用寄存器数目 1个状态寄存器CPSR，5个异常模式下的状态寄存器的影子寄存器，16个通用寄存器R0 ~ R15，10个异常模式下的R13和R14的影子寄存器，5个FIQ模式下的R8 ~ R12的影子寄存器，总共是37个寄存器，这个数目同X86相比要多很多。
3.由于影子寄存器的编码同其所Banked的寄存器的编码是一样的，因此象“MOV R0, R13”这样的指令，在不同的模式下，访问的是不同的物理寄存器R13，这意味我们在异常模式下是不能访问正常意义上的R13的，这对一般的寄存器可能关系不大。但是，对状态寄存器CPSR而言，这是很恼人的，因为要切换CPU的状态，只能通过修改状态寄存器CPSR来进行，对CPSR的影子寄存器的修改并不 能影响CPSR本身，这也就是为什么会有MOV和MOVS，SUB和SUBS的原因。但是，像TEQ，BEQ等这样的比较指令修改的是CPSR的内容，而不是该模式下CPSR影子寄存器的内容。这也是CPSR同一般Rx不一样的地方：CPSR对所有异常模式都是可见的，只不过这种可见性并不表示指令可以直 接读取或修改CPSR的内容，更准确的说，这种可见性是对指令系统（如TEQ， BEQ等条件判断指令）而言的，只能通过特殊的指令来影响CPSR中的相关域，而不能直接读取或修改CPSR，因此CPSR对程序员的是不可见的。
4.引入影子寄存器的另外一个目的是当中断或异常产生时，CPU会将当前“CPU的状态”保存在影子寄存器中。从CPU角度看，它的“状态”包括： PC（也就是R15）值 、PSR的值。您也许认为R0等通用寄存器也是状态，从某种意义上说您是对的。但是那些不是“CPU的状态”，它们是“应用的状态”。当中断或异常产生后，CPU并不关心它们，CPU只是：（1）PC值被保存在当前模式下的R14中 　　（2） CPSR值被保存在当前模式下的影子寄存器中。
5.保存CPU的状态是一种廉价的操作，但是要保存应用的状态可就很昂贵了，因为至少有13个寄存器(R0 ~ R12)需要保存，为了加快这种操作，ARM的内存访问指令可以将一组寄存器的内容保存到内存中，反之亦然。
6.

7.寄存器的一些细节。
（1） 主堆栈指针MSP和进程堆栈指针PSP在某一时刻只存在一个；
（2） MSP主要用于操作系统
（3） 五个特殊功能寄存器：
[1]xPSR 记录ALU（运算单元）标志（0标志，进位标志，负数标志，溢出标志），执行状态，以及当前正服务的中断号
[2]PRIMASK 除能所有的中断--不可屏蔽中断（NMI）除外
[3]FAULTMA 除能所有的fault--NMI除外，且被除能的faults会向上访问
[4]BASEPRI 除能所有优先级不高于某个具体数值的中断
[5]CONTROL 定义特权状态，并且决定使用哪一个堆栈指针
四.三级流水线!

（1）执行一条分支指令或直接修改PC而发生跳转时，ARM内核有可能会清空流水线，需要重新读取指令。
（2）即使产生了一个中断，一条处于“执行”阶段的指令也将会完成。流水线里其他指令将会被放弃，而处理器将从向量表的适当入口开始填充流水线。
（3）不论是执行16位指令还是32位指令，读取PC（程序计数器）时，会返回当前指令地址+4的值。
五.

（1）程序位于Flash接口存储器中，通过ICode指令总线访问cortex-M3内核
（2）数据总线DCode用于常量和调试访问
（3）总线矩阵协调CPU和DMA对SRAM、闪存和外设的访问
（4）DMA总线执行内存和外设之间的数据传输

六.总线矩阵
8个AHB主设备
7个AHB从设备