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在ARM体系中通常有以下3种方式控制程序的执行流程：
**在正常执行过程中，每执行一条ARM指令，程序计数器(PC)的值加4个字节;每执行一条Thumb指令，程序计数器寄存器(PC)加2个字节。整个过程是按顺序执行。
**跳转指令，程序可以跳转到特定的地址标号处执行，或者跳转到特定的子程序处执行。其中，B指令用于执行跳转操作；BL指令在执行跳转操作同时，保存子程序的返回地址；BX指令在执行跳转操作同时，根据目标地址为可以将程序切换到Thumb状态；BLX指令执行3个操作，跳转到目标地址处执行，保存子程序的返回地址，根据目标地址为可以将程序切换到Thumb状态。
**当异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。当异常中断处理程序执行完成后，程序返回到发生中断指令的下条指令处执行。在进入异常中断处理程序时，要保存被中断程序的执行现场，从异常中断处理程序退出时，要恢复被中断程序的执行现场。
ARM中异常中断的种类
**复位（RESET)**
当处理器复位引脚有效时，系统产生复位异常中断，程序跳转到复位异常中断处理程序处执行。复位异常中断通常用在下面几种情况下：系统加电时；系统复位时；跳转到复位中断向量处执行成为软复位。
**未定义的指令**
当ARM处理器或者是系统中的协处理器认为当前指令未定义时，产生未定义的指令异常中断，可以通过改异常中断机制仿真浮点向量运算。
**软件中断**
这是一个“由用户定义的中断指令，可用于用户模式下的程序调用特权操作指令”。在实时操作系统中可以通过该机制实现系统功能调用。
**指令预取终止（PrefechAbort)**
如果处理器预取的指令的地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，当被预取的指令执行时，处理器产生指令预取终止异常中断。
**数据访问终止（DATAABORT）**
如果数据访问指令的目标地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，处理器产生数据访问终止异常中断
**外部中断请求(IRQ)**
当处理器的外部中断请求引脚有效，而且CPSR的寄存器的I控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断。“系统中各外设通过该异常中断请求处理服务”。
**快速中断请求（FIQ）**
当处理器的外部快速中断请求引脚有效，而且CPSR的F控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断。
异常中断向量表及异常中断优先级
中断向量表指定了个异常中断及其处理程序的对应关系。他通常存放在存储地址的低端。在ARM体系中，异常中断向量表的大小为32字节，其中每个异常中断占据4个字节大小，保留了4个字节空间。
每个异常中断对应的中断向量表中的4个字节的空间中存放了一个跳转指令或者一个向PC寄存器中赋值的数据访问指令。通过这两种指令，程序将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。当几个异常中断同时发生时，就必须按照一定的次序来处理这些异常中断。
各个异常中断的中断向量地址以及中断的处理优先级
中断向量地址 异常中断类型 异常中断模式 优先级（6最低）
0x00 复位 特权模式 1
0x04 未定义的指令 未定义指令终止模式 6
0x08 软件中断 特权模式 6
0x0C 指令预取终止 终止模式 5
0x10 数据访问终止 终止模式 2
0x14 保留 未使用 未使用
0x18 外部中断请求 IRQ模式 4
0x1C 快速中断请求 FIQ模式 3
在应用程序中安装异常中断处理程序
1.使用跳转指令：可以“在异常中断对应异常向量表中特定位置放置一条跳转指令”，直接跳转到该异常中断的处理程序。这种方法有一个缺点，即“只能在32M空间范围内跳转”。
2.使用数据读取指令LDR：使用数据读取指令LDR向程序计数器PC中直接赋值。这种方法分为两步：先“将异常中断处理程序的绝对地址存放在存放在距离向量表4KB范围内的一个存储单元中”;再使“用数据读取指令LDR将该单元的内容读取到程序计数器PC中”。
**在系统复位时安装异常中断处理程序**
1.地址0x00处为ROM的情况
使用数据读取指令LDR示例如下所示：
Vector_Init_Block
LDR PC， Reset_Addr
LDR PC， Undefined_Addr
LDR PC， SW_Addr
LDR PC， Prefeth_Addr
LDR PC， Abort_Addr
NOP
LDR PC， IRQ_Addr
LDR PC， FIQ_Addr
Reset_Addr DCD Start_Boot
Undefined_Addr DCD Undefined_Handle
SW_Addr DCD SWI_Handle
Prefeth_Addr DCD Prefeth_Handle
Abort_Addr DCD Abort_Handle
DCD 0
IRQ_Addr DCD IRQ_Handle
FIQ_Addr DCD FIQ_Handle
使用跳转指令的示例如下所示：
Vector_Init_Block
BL Reset_Handle
BL DCD Undefined_Handle
BL SWI_Handle
BL Prefeth_Handle
BL Abort_Handle
NOP
BL IRQ_Handle
BL FIQ_Handle
2.地址0x00处为RAM的情况
地址0x00处为RAM时，“中断向量表必须使用数据读取指令直接指向PC中赋值的形式”。而且，必须使用下面的代码把中断向量表从ROM中复制到RAM中地址0x00开始处的存储空间中：
MOV r8，#0
ADR r9，Vector_Init_Block
;复制中断向量表（8字）
LDMIA r9!，(r0-r7)
STMIA r8!，(r0-r7)
;复制保存各中断处理函数地址的表（8字words）
LDMIA r9!，(r0-r7)
STMIA r8!，(r0-r7)
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ARM存储系统概述
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ARM存储系统的体系结构适应不同的嵌入式应用系统的需要差别很大。最简单的存储系统使用平板式的地址映射机制，就像一些简单的单片机系统中一样，地址空间的分配方式是固定的，系统各部分都使用物理地址。
而一些复杂系统可能包括下面的一种或几种技术，从而提供更为强大的存储系统。
**系统中可能包含多种类型的存储器，如FLASH，ROM，RAM，EEPROM等，不同类型的存储器的速度和宽度等各不相同。
**通过使用CACHE及WRITE BUFFER技术缩小处理器和存储系统速度差别，从而提高系统的整体性能。
**内存管理部件通过内存映射技术实现虚拟空间到物理空间的映射。“在系统加电时，将ROM/FLASH影射为地址0，这样可以进行一些初始化处理”；“当这些初始化完成后将RAM地址影射为0，并把系统程序加载到RAM中运行”，这样很好地解决了嵌入式系统的需要。
**引入存储保护机制，增强系统的安全性。
**引入一些机制保证I/O操作应设成内存操作后，各种I/O操作能够得到正确的结果。
**与存储系统相关的程序设计指南**
本节从外部来看ARM存储系统，及ARM存储系统提供的对外接口。本节介绍用户通过这些接口来访问ARM存储系统时需要遵守的规则。
1.地址空间
ARM体系使用单一的和平板地址空间。该地址空间大小为2^32个8位字节，这些字节的单元地址是一个无符号的32位数值，其取值范围为0~2^32-1。ARM地址空间也可以看作是2^30个32位的字单元。这些字单元的地址可以被4整除，也就是说该地址低两位为0b00。地址为A的字数据包括地址为A、A+1、A+3、A+3 4个字节单元的内容。各存储单元的地址作为32为无符号数，可以进行常规的整数运算。这些运算的结果进行2^32取模。
程序正常执行时，每执行一条ARM指令，当前指令计数器加4个字节;每执行一条Thumb指令，当前指令计数器加2个字节。但是，当地址上发生溢出时，执行结果将是不可预知的。
2.存储器格式
在ARM中，如果地址A是字对齐的，有下面几种：
**地址为A的字单元包括字节单元A，A+1，A+2，A+3。
**地址为A的半字单元包括字节单元A，A+1。
**地址为A+2的半字单元包括字节单元A+2，A=3.
**地址为A的字单元包括半字节单元A，A+2。
在big-endian格式中，对于地址为a的字单元其中字节单元由高位到低位字节顺序为A，A+1，A=2，A+3;这种存储器格式如下所示：
31 24 23 16 15 8 7 0
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字单元A
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半字单元A 半字单元A+2
--------------------------------------------------------------------
字节单元A 字节单元A+1 字节单元A+2 字节单元A+3
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在little-endian格式中，对于地址为A的字单元由高位到低位字节顺序为A+3，A+2，A+1，A，这种存储格式如下所示
31 24 23 16 15 8 7 0
--------------------------------------------------------------------
字单元A
--------------------------------------------------------------------
半字单元A+2 半字单元A
--------------------------------------------------------------------
字节单元A+3 字节单元A+2 字节单元A+1 字节单元A
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在ARM系统中没有提供指令来选择存储器格式。如果系统中包含标准的ARM控制协处理器CP15，则CP15的寄存器C1的位[7]决定系统中存储器的格式。当系统复位时，寄存器C1的[7]值为零，这时系统中存储器格式为little-endian格式。如果系统中采用的是big-endian格式，则复位异常中断处理程序中必须设置c1寄存器的[7]位。
3.非对齐的存储访问操作
非对齐：位于arm状态期间，低二位不为0b00;位于Thumb状态期间，最低位不为0b0。
3.1非对齐的指令预取操作
如果系统中指定当发生非对齐的指令预取操作时，忽略地址中相应的位，则由存储系统实现这种忽略。
3.2非对齐的数据访问操作
对于LOAD/STORE操作，系统定义了下面3中可能的结果：
***执行结果不可预知
***忽略字单元地址低两位的值，即访问地址为字单元;忽略半字单元最低位的值，即访问地址为半字单元。
***由存储系统忽略字单元地址中低两位的值，半字单元地址最低位的值。
4.指令预取和自修改代码
当用户读取PC计数器的值时，返回的是当前指令下面的第二条指令的地址。对于ARM指令来说，返回当前指令地址值加8个字节;对于Thumb指令来说，返回值为当前指令地址值加4个字节。
自修改代码指的是代码在执行过程中修改自身。应尽量避免使用。
5.存储器映射的I/O空间
在ARM中，“I/O操作通常被影射为存储器操作”。"通常需要将存储器映射的I/O空间设置成非缓冲的"。
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ARM编译器支持的数据类型
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数据类型 长度（位） 对齐特性
Char 8 1(字节对齐)
short 16 2(半字对齐)
Int 32 4(字对齐)
Long 32 4(字对齐)
Longlong 64 4(字对齐)
Float 32 4(字对齐)
Double 64 4(字对齐)
Long double 64 4(字对齐)
All pointers 32 4(字对齐)
Bool(C++ only) 32 4(字对齐)
1.整数类型
在ARM体系中，整数类型是以2的补码形式存储的。对于long long类型来说，在little endian内存模式下，其低32位保存在低地址的字单元中，高32为保存在高地址的字单元中;在big endian模式下，其低32位保存在高地址的字单元中，高32为保存在低地址的字单元中。对于整型数据的操作遵守下面的规则：
**所有带符号的整型书的运算是按照二进制的补码进行的。
**带符号的整型数的运算不进行符号的扩展。
**带符号的整型数的右移操作是算术移位。
**指定的移位位数的数是8位的无符号数。
**进行移位操作的数被作为32位数。
**超过31位的逻辑左移的结果为0。
**对于无符号数和有符号的正数来说，超过32位的右移操作结果为0；对于有符号的负数来说，超过32位的右移操作结果为-1。
**整数除法运算的余数和除数有相同的符号。
**当把一个整数截断成位数更短的整数类型的数时，并不能保证所得到的结果的最高位的符号位的正确性。
**整型数据之间的类型转换不会产生异常中断。
**整型数据的溢出不会产生异常中断。
**整型数据除以0将会产生异常中断。
2.浮点数
在ARM体系中，浮点数是按照IEEE标准存储的。
**float类型的数是按照IEEE的单精度数表示的。
**double和long double 是用IEEE的双精度数表示的。
对于浮点数的操作遵守下面的规则：
**遵守正常的IEEE754规则。
**当默认情况下禁止浮点数运算异常中断。
**当发生卷绕时，用最接近的数据来表示。
3.指针类型的数据
下面的规则适用于除数据成员指针以外的其他指针：
**NULL被定义为0。
**相邻的两个存储单元地址相差一。
**在指向函数的指针和指向数据的指针进行数据转换时，编译器将会产生警告信息。
**类型size_t被定义为unsigned int.
**类型ptrdiff_t被定义为signed int。
**两个指针类型的数据相减时，结果可以按照下面的公式得到。
((int)a-(int)b)/(int)sizeof(type pointed to)
这时，只要指针所指的对象不是pack的，其对齐特性能够满足整除的要求。
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ARM编译器中预定义的宏
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ARM编译器预定义了一些宏，这些预定义宏对应一定的数值，有些预定义宏没有对应数值，见下表：
_arm _ 使用编译器armcc，tcc，armcpp，tcpp时
_ARMCC_VERSION Ver 代表编译器版本号，其格式为：
PVtbbb，其中：
P为产品编号（1代表ADS）
V为副版本号（1代表1.1）
T为补丁版本号（0代表1.1）
bbb为build号（比如650）
_APCS_INTERWORK _ 使用编译选项-apcs/interwork时
_APCS_ROPI _ 使用编译选项apcs/ropi时
_RWPI _ 使用编译选项-apcs/rwpi时
_APCS_SWST _ 使用编译选项-apcs/swst时
_BIG_ENDIAN _ 编译器针对目标系统使用big-endian内存模式时
_cplusplus _ 编译器工作与C++模式时
_CC_ARM _ 返回编译器的名称
_DATE_ date 编译源文件的日期
_embedded_cplusplus 编译器工作于EC++模式时
_FEATURE_SINGED_CHAE 使用编译设置选项-zc时设置该预定义宏
_FILE_ name 包含全路径的当前被编译的源文件名称
_func_ name 当前被编译的函数名称
_LINE_ num 当前被编译的代码行号名称
_MOUDLE_ mod 预定义宏_FILE_的文件名称部分
_OPTIMISE_SPACE _ 使用编译选项-OSPACE时
_OPTIMISE_TIME _ 使用编译选项-Otime时
_pretty_func name unmangled的当前函数名称
_sizeof_int 4 sizeof(int)，在预处理表达式中可以使用
_sizeof_long 4 sizeof(long)，在预处理表达式中可以使用
_sizeof_ptr 4 sizeof(void*)在预处理表达式中可以使用
_SOFTFP _ 编译时使用浮点数
_ _ 在各种编译器模式下
_STDC_VERSION _ 标准的版本信息
_STRICT_ANSI_ _ 使用编译选项-STRICT时
_TARGET_ARCH_xx _ xx代表ARM体系编号
_TARGET_CPU_xx _ xx代表CPU编号
_TARGET_FEATURE_ 当ARM体系支持指令PLD，LDRD，STRD，MCRR，MRRC时
DOUBLEWORD _ 设置该定义宏
_TARGET_FEATURE_ 当系统中包含DSP乘法处理器时，设置该预定义宏
DSPMUL _
_TARGET_FEATURE_ 如果目标ARM体系支持半字访问以及有符号的字节数据
HALFWORD _ ，设置该预定义宏
_TARGET_FEATURE_ 如果目标ARM体系支持长乘法指令MULL和MUAL，设置该预定
MULTIPLY _ 义宏
_TARGET_FEATURE_ 如果目标ARM体系支持THUMB指令
THUMB _
_TARGET_FPU_xx _ 表示FPU选项，可能取值如下所示：
_TARGET_FPU_VFP
_TARGET_FPU_FPA
_TARGET_FPU_SOFTVFP
_TARGET_FPU_SOFTVFP_VFP
_TARGET_FPU_SOFTFPA
_TARGET_FPU_NONE
_thumb _ 编译器为tcc或tcpp时，设置该预定义宏
_TIME 源文件编译时间
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ARM映像文件
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1.ELF格式文件的结构
1.1映像文件组成部分
**一个映像文件有一个或多个域组成
**每个域包含一个或多个输出段
**每个输出段包含一个或多个输入段
**各输入段中包含了目标文件中的代码和数据
输入段中包含了四类内容：代码、已经初始化的数据、未经初始化的存储区域、内容初始化成0的存储区域。每个输入段有相应的属性，可以为只读的（RO）、可读写的（RW）、初始化成0的（ZI）。ARM连接器根据各输入段的属性将这些输入段分组，再组成不同的输出段及域。
一个输出段中包含了一系列的具有相同的RO、RW和ZI属性的输入段。输出段的属性与其中包含的输入段的属性相同。在一个输出段的内部，各输入段是按照一定的规则排序的。
一个域中包含1-3个输出段，其中个输出段的属性各不相同。各输出段的排列顺序是由其属性决定的。其中RO属性的输出段排在最前面，其次是RW属性的输出段，最后是ZI属性的输出段。一个域通常映射到一个物理存储器上，如ROM或RAM。
1.2ARM映像文件各组成部分的地址影射
ARM映像文件各组成部分在存储系统中的地址有两种：一种是映像文件位于存储器中时（也就是该映像文件运行之前）的地址，称之为“加载地址”;一种是映像文件运行时的地址，称之为“运行时地址”。之所以有这两种地址，是因为映像文件在运行时，其中的有些域是可以移动的新的存储区域。比如，已经初始化的RW属性的数据所在的段运行之前可能保存系统的ROM中，在运行时，他被移动至RAM中。
通常，一个映像文件包含若干个域，各域又包含若干的输出段。ARM连接器需要知道如下的信息，已决定如何生成相应的映像文件。
**分组信息 决定如何将个输入段组织成相应的输出段和域。
**定位信息 决定个域在存储空间地址中的起始地址。
根据映像文件中地址映射的复杂程度，有两种方法来告诉arm连接器这些相关信息。对于映像文件中地址映射关系比较简单的情况，可以使用命令行选项;对于映像文件中地址映射关系比较复杂的情况，可以使用一个配置文件。
2.arm映像文件的入口点
2.1arm映像文件的入口点有两种类型：一种是映像文件运行时的入口点，称为初始入口点（initial entry point），另一种是普通入口点（entry point）.
“初始入口点”是映像文件运行时的入口点，每个映像文件只有一个唯一的初始入口点，它保存在ELF头文件中。如果映像文件是被操作系统加载的，操作系统是通过跳转到该初始入口点处来加载该映像文件。
“普通的入口点”是在汇编中用ENTRY伪操作定义。他通常用于标志该段代码是通过异常中断处理程序进入的。这样连接器删除无用的段时不会将该段代码删除。一个映像文件中可以定义多个普通入口点。
应该注意的是，初始入口点可以使普通入口点，但也可以不是普通入口点。
2.2定义初始入口点
初始入口点必须满足下面两个条件：
**初始入口点必须位于映像文件的运行时域内。
**饱含初始入口点的运行时域不能被覆盖，他的加载地址和运行地址必须是相同的。
可以使用连接选项-entry address来指定映像文件的初始入口点。这时，address指定了映像文件的初始入口点的地址值。
对于地址0x0处为rom的嵌入式应用系统，可以使用-entry 0x0来指定映像文件的初始入口点。这样当系统复位后，自动跳转到该入口开始执行。
如果映像文件是被一个加载器加载的，该映像文件该映像文件必须包含一个初始化入口点。这种映像文件通常还包含了其他普通入口点，这些普通入口点一般为异常中断处理程序的入口地址。
当用户没有指定-entry address时，连接器根据下面的规则决定映像文件的初始入口点。
**如果输入的目标文件中只有一个普通入口点，该普通入口点被连接器当成映像文件的初始入口点。
**如果输入的目标文件中没有一个普通入口点，或者其中的普通入口点多于一个，则连接器生成的映像文件中不包含初始入口点，并产生警告信息。
2.3普通入口点的用法
普通入口点是在汇编中用ENTRY 伪操作定义。在嵌入式应用中，各异常中断的处理程序入口使用普通入口点标示。这样连接器在删除无用段时不会将该段代码删除。
一个映像文件中可以定义多个普通入口点。没有指定连接选项-entry addres时，如果输入的目标文件中只有一个普通入口点，该入口点被连接器当成映像文件的初始入口点。
3输入段的排序规则
连接器根据输入段的属性来组织这些输入段，具有相同属性的输入段被放到域中一段连续的空间中，组成一个输出段。在一个输出段中，各输入段的起始地址与输出段的起始地址和该输出段中个输入段的排列顺序有关。
通常情况下，一个输出段中个输入段的排列顺序由下面几个因素决定的。用户可以通过连接选项-first和-last来改变这些规则。
**输入段的属性。
**输入段的名称
**各输入段在连接命令行的输入段列表中的排列顺序
按照输入段的属性，其排列顺序如下所示：
**只读的代码段
**只读的数据段
**可读写的代码段
**其他已经初始化的数据段
**未出世化的数据
对于具有相同属性的输入段，按照其名称来排序。这是输入段名称是区分大小写的，按照其ASCII码顺序进行排序。
对于具有相同属性和名城的输入段，按照其在输入段列表中的顺序进行排序。也就是说，几十个输入段的属性和名称保持不变，如果其在编译时，各输入段在输入段列表中的排列顺序不同，生成的映像文件也将不同。
可以通过连接选项-first和-last来改变这些规则。如果连接时使用了配置文件，可以在配置文件中通过伪属性FIRST和LAST达到相同的效果。
连接选项-first和-last不能改变根据输入段进行排序的规则，它只能改变根据输入段名称和其在输入列表中的顺序的排序规则。也就是说，如果使用-first指定一个输入段，只有该输入段所在的输出段位于运行时域的开始位置时，该输入段才能位于整个运行时域的开始位置。各个输入段排好顺序后，在确定各个输入段的起始地址之前，可以通过填充4（？？自己加的）个输入段满足地址对齐的要求。
FLASH地址线接线原理及设置小结
0.外部存储器有24位存储空间。重映射后定位于0x400000-0xFFBFFFFF之间。
1.8位存储器地址A0-A23有效;16为存储器地址A1-A23有效
2.NCS0所选的器件复位后被映射在地址0X00，复位后（NRST释放)系统有NCS0连接的存储器启动。若存储器为8位，则BMS为1;若存储器为16位，则BMS位0。
3.RAM存储器复位后定位于0x300000。重映射后定位于0x0。
4.扩展存储器位置由片选寄存器EBI_CSRx决定。
5.存储器重映射后存储器定位方法。片选寄存器0（CHIPSELECT REGISTER 0)的EBI_BA位包含base addres 的最高位，例如：flash_base为0X1000000，
#define EBI_CSR_0 ((unsigned int )(FLASH_BASE 0x2539))
6.注意：/* 0x01000000， 16MB， 2 tdf， 16 bits， 7 WS */
7.扩展RAM存储器定位方法同于扩展FLASH存储器
8.下一步：启动程序编制、存储器重映射
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