状态寄存器

一、硬件结构 1.1部分引脚说明 RST：复位引脚，两个机器周期的高电平后复位 ALE：锁存低八位地址 EA：高电平时，访问内部程序存储器（ROM） P0：双向IO口、分时复用-低八位地址，数据总线 P1：双向IO口 P2：双向IO口，访问外部存储器时，提供高八位地址总线 P3：双向IO口，有第二功能 1.2存储器 物理上分为：4 个空间 即片内ROM、 、 片外ROM(程序存储器) 片内RAM、 、 片外RAM（数据存储器） 逻辑上分为: : 3 个空间 ， 程序内存（ROM） （ 片内 、 外 ） 统一编址 MOVC 数据存储器 （ 片内） ） MOV 数据存储器（片外） MOVX 1.2.1程序存储器（ROM 作用：存储用户程序和表格常数 特殊单元： 0000H:复位后从这里开始执行程序 中断单元： 外中断0 （INT0 ） 0003H 定时器0 （T0 ） 000BH 外中断1 （INT1 ） 0013H 定时器1 （T1 ） 001BH 串行口（UART ） 0023H 1.2.2内部数据存储器（RAM 通用工作寄存器组 00~1FH共32个，四组通用寄存器，即（四组R0~R7） 可以使用RS1（PSW.4）RS0（PSW.3）来切换寄存器区 RS1 RS0 寄存器区 内存地址 00 0区 00-07H 01 1区 08-0FH 10 2区 10-17H 11 3区 18

创建编写汇编文件： 首先创建一个空文件 命名方式以.s结尾 第一行需要声明一个代码段 .text 第二行声明一个global + 方法名 .global test 指令： 汇编代码注释在行前加上 ; ret：返回 mov指令：目的寄存器，源操作数 举例：mov x0, #0x8 将8赋值给x0 add指令：将两个寄存器相加 sub指令：将两个寄存器相减 cmp指令：比较指令 操作数1 操作数2：cmp x0, x1 用x0减去x1，并将结果放到cpsr（程序状态寄存器）寄存器里 b 指令：跳转指令，相当于jump b 目标地址 bl指令：带返回的跳转指令，与b指令的区别是使用bl指令，ret指令才会生效 内存操作： 1、load，从内存中装载数据 ldr指令：从内存中读取数据 ldr x0, [x1] ldur指令： ，一般如果数据为负数，会用ldur ldp指令：从内存中读取数据，放到一对寄存器中 ldp w0, w1, [x2, #0x10] 2、store，往内存中存储数据 str指令：往内存中写入数据 str w0, [x1]，将w0的数据写入到x1中 stur指令：参考ldur指令 stp指令：参考ldp指令 wzr指令：零寄存器 xzr指令：零寄存器 程序计数器： pc（Program Counter） 记录CPU当前指令是哪一条指令

我们都知道CPU上下文切换，会增加系统负载。那什么是CPU上下文，为什么要切换? 什么是CPU上下文 我们都知道，Linux 是一个多任务操作系统，它支持远大于 CPU 数量的任务同时运行。当然，这些任务实际上并不是真的在同时运行，而是因为系统在很短的时间内，将 CPU 轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。 而在每个任务运行前，CPU 都需要知道任务从哪里加载、又从哪里开始运行，也就是说，需要系统事先帮它设置好 CPU 寄存器和程序计数器(Program Counter，PC)。 CPU 寄存器，是 CPU 内置的容量小、但速度极快的内存。而程序计数器，则是用来存储 CPU 正在执行的指令位置、或者即将执行的下一条指令位置。它们都是 CPU 在运行任何任务前，必须的依赖环境，因此也被叫做 CPU 上下文。 而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。 根据任务的不同，CPU的上下文切换可以分为不同的场景，也就是进程上下文切换、线程上下文切换、中断上下文切换。 进程上下文切换 Linux 按照特权等级，把进程的运行空间分为内核空间和用户空间，分别对应着下图中， CPU 特权等级的 Ring 0 和 Ring 3。 内核空间(Ring 0)具有最高权限，可以直接访问所有资源;

CPU的基本结构： CPU的主要部件： ​ 运算部件、缓存部件、寄存器、控制器、时序部件 CPU的工作原理： ​ 主要功能：处理指令、执行操作、控制时间、数据运算 ​ 执行指令的流程：读取指令、指令译码、指令执行、后续工作 部件的控制方式： ​ 同步控制方式：每步操作都向统一的外部时序信号对齐，每步操作之间无交互； ​ 异步控制方式：每步操作都不需向统一的外部时序信号对齐，每步操作之间通过交互应答来实现协同； 外部连接与I/O控制任务 指令系统： 设计CPU的一般过程： ​ 指令系统 --- 数据通路 --- 控制器 --- CPU定型 指令可能会涉及到的操作数类型： ​ 地址码数据：寄存器编号或者存储器地址，无符号整数. ​ 数值型数据：定点数、浮点数等，一般用补码表示； ​ 字符型数据：通常表示为ASCII码/汉字内码格式； ​ 逻辑型数据：常规二进制代码，不具有数值含义。 指令中的寻址方式： ​ 立即寻址： ​ 直接寻址： ​ 寄存器直接寻址： ​ 间接寻址（寄存器间接寻址、堆栈间接寻址）： ​ 变址、基址寻址及其变化： ​ 基址寻址： ​ 基址 + 变址： ​ PC相对寻址： ​ 页面寻址（伪直接寻址）： 设计传送指令时需要考虑： ​ 规定传送范围、指明传送单位、设置寻址方式 算数、逻辑运算指令： ​ 算数运算指令：设计时需要考虑操作数类型、符号、进制等

中央处理器由运算器和控制器两大部分组成。 运算器接收从控制器送来的命令并执行相应的动作，对数据进行加工和处理。 运算器主要由算术逻辑单元（ALU）、暂存寄存器、累加寄存器、程序状态字寄存器（PSW）、通用寄存器组、计数器（CT）、移位器组成。 程序状态字寄存器用于保存系统的运行状态。条件转移指令执行时，需对标志寄存器的内容进行测试，判断是否满足转移条件。 程序状态字寄存器用于存放程序状态字，而程序状态字的各位表征程序和机器运行状态，如：含有进位标志C、结果为零标志Z等。 通用寄存器用于存放操作数和各种地址信息等，其位数与机器字长相等，这样便于操作控制。 控制器的基本功能就是执行指令，每条指令的执行是由控制器发出的一组微操作实现的。 控制器的功能是取指令、分析指令和执行指令，并产生有关操作控制信号。 控制器由硬布线控制器和微程序控制器两种类型。 控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器、存储器地址寄存器（MAR）、存储器数据寄存器（MDR）、时序系统和微操作信号发生器等组成。 控制器的工作原理是根据指令操作码、指令的执行步骤（微命令序列）和条件信号来形成当前计算机个部件要用到的控制信号。计算机整机各硬件系统在这些控制信号的控制下协同运行，产生预期的执行结果。 程序计数器用于存放下一条指令在主存中的地址，具有自增功能。 程序计数器的内容为下一条指令在主存中的地址

第一章：掌握各进制的转换，有符号数的补码表示 1.1 各进制的转换 10进制 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16进制 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 2进制 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 十进制数一般用Ｄ、二进制数用Ｂ、八进制数用Ｏ、十六进制数用Ｈ来表示。 例如：10101100B，115D ，0075H等。 例： （1）N=45D 十进制数转换为二进制数（用除以2取余） 45/2 = 22 （a0= 1） 22/2 = 11 （a1= 0） 11/2 = 5 （a2= 1） 5/2 = 2 （a3= 1） 2/2 = 1 （a4= 0） 1/2 = 0 （a5= 1） 所以：N=45D=101101B （2）N=117D 十进制转换为十六进制数（除以16取余法） 117/16 = 7 （a0= 5） 7/16 = 0 （a1= 7） 所以 ：N=117D=75H （3）将二进制数1011100转换为十进制数（各位二进制数码乘以与其对应的权之和） 1011100B = 1×2^6 + 0×2^5 + 1×2^4 + 1×2^3 + 1×2^2 + 0×2^1 + 0×2^0 = 92D （4

　　这是一篇杂记，记录了操作系统层面与I/O管理的零散知识点，用于温习使用。由于I/O管理是一个很大的范畴，后续会不断按照自己的生产需求来补充用的到的知识点。计算机系统是人造系统，没有绝对的对错（相对于自然系统的绝对性），只有特定场景下的优劣。我们在理解一块知识时应当从它提出的背景以及要解决的问题出发，去理解机制而不是纠结于如何具体的实现。即使目的相同，不同的公司或开发者在不同场景下的实现也不尽相同，了解几个例子加深自己的理解、帮助自己构建起知识体系即可（个人观点）。 设备控制器 　　设备控制器是计算机中的一个实体，其主要职责是 控制一个或多个I/O设 备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。它是 CPU与I/O设备之间的接口 ，它接收从CPU发来的命令，并去控制I/O设备工作， 以使处理机从繁杂的设备控制事务中解脱出来 。设备控制器是一个 可编址 的设备，当它仅控制一个设备时，它只有一个唯一的设备地址；若控制可连接多个设备时，则应含有多个设备地址，并使每一个设备地址对应一个设备。设备控制器的复杂性因不同设备而异，相差甚大，于是可把设备控制器分成两类：一类是用于控制 字符设备 的控制器，另一类是用于控制 块设备 的控制器。在微型机和小型机中的控制器，常做成印刷电路卡形式，因而也常称为接口卡，可将它插入计算机。有些控制器还可以处理两个、四个或八个同类设备。 　　控制器由

h ttps://www.cnblogs.com/jingzhishen/p/3696293.html sizeof()用法汇总 sizeof()功能：计算数据空间的字节数 1.与strlen()比较 strlen()计算字符数组的字符数，以"\0"为结束判断，不计算为'\0'的数组元素。 而sizeof计算数据（包括数组、变量、类型、结构体等）所占内存空间，用字节数表示。 2.指针与静态数组的sizeof操作 指针均可看为变量类型的一种。所有指针变量的sizeof 操作结果均为4。 注意：int *p; sizeof(p)=4; 但sizeof(*p)相当于sizeof(int); 对于静态数组，sizeof可直接计算数组大小； 例：int a[10];char b[]="hello"; sizeof(a)等于4*10=40; sizeof(b)等于6; 注意：数组做型参时，数组名称当作指针使用！！ void fun(char p[]) {sizeof(p)等于4} char str[20]="0123456789"; int a=strlen(str); //a=10; int b=sizeof(str); //而b=20; char ss[] = "0123456789"; sizeof(ss) 结果 11 ===》ss是数组，计算到\0位置，因此是10+1 sizeof(

1.运行模式 1.1：m3架构就只有特权和非特权两种模式，而A7有1种用户模式+8种特权模式 1.2：用户模式不能访问系统的所有资源，需借助异常来切换到其他模式才能访问被授以权限的资源 1.3：当发生中断或异常，处理器进入相应的处理模式，为了保护用户模式下的寄存器不被破坏，相应的模式提供了对应的寄存器组以供使用 2.寄存器组 2.1：浅色即是与user共用的寄存器，蓝色是各个模式所特有的 2.2：未备份寄存器R0-R7，9种模式所共用，切换模式，数据就会被破坏 2.3.：备份寄存器：R8-R14；R13也即sp，存放专用的栈地址；R14即连接寄存器，存放当前子程序的返回地址 2.4：程序计数器：R15，存放指向正在执行的指令的地址+8bytes(32位arm三级流水线，取指>译码>执行) 2.5：程序状态寄存器：CPSR,该寄存器包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志等一些状态位以及一些控制位。所有的处理器模式都共用一个 CPSR 必然会导致冲突，为此，除了 User 和 Sys 这两个模式以外，其他 7 个模式每个都配备了一个专用的物理状态寄存器，叫做 SPSR(备份程序状态寄存器)，当特定的异常中断发生时，SPSR 寄存器用来保存当前程序状态寄存器(CPSR)的值，当异常退出以后可以用 SPSR 中保存的值来恢复 CPSR 3.GNU汇编语法 3.1：语句组成：

　　以下是第四章的收获： 保护模式 　　什么是保护模式？直接定义保护模式似乎是件很抽象的事情，我们不妨先看看为什么要有保护模式，且保护模式能为我们做些什么？ 　　保护模式是相对于实模式而言的，且是为了解决实模式的一些问题而提出来的。实模式是8086CPU下的寻址模式、指令用法、寄存器大小等。 　　那么实模式有什么问题呢？为什么需要保护模式呢？ 为什么需要保护模式 　　①实模式下，用户进程和系统进程属于同一特权级别，平起平坐，系统进程能调用什么，用户进程就能调用什么。 　　②实模式下，进程访问的地址直接就是物理地址，想修改内存里面的内容十分容易，没有一点限制。 　　③实模式下，可以随意修改段基址，访问所有内存。 　　以上三点均为安全问题，也是主要问题。我们可以从保护模式的“保护”中看出，保护模式下运行的程序会更加安全可靠，更具“安全感”，不会被另一个程序随意修改。 　　④访问内存，需要不断变换段基址，来访问我们想要的内存地址，因为一个段的大小只有64KB。 　　⑤内存大小只有1M,不够用。 　　⑥每次只能运行一个程序，浪费CPU的资源。 　　④到⑥点是使用上的问题，想想如果我们现在的电脑还用着使用着实模式下的CPU的的话，程序的效率会有多么低下，访问内存还得自缚手脚，运行一个程序还要等上一个程序运行完，显然是现代操作系统里难以想象的。 　　下面就来想如何解决这些问题，第①点的话