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偏移地址

  • arm指令集(1)

    arm指令集(1)  ARM跳轉指令可以從當前指令向前或向后的32MB地址空間跳轉。這類跳轉指令有以下4種。   (1)B 跳4專指令   B〔條件) (地址)   B指令屬于ARM指令集,是最簡單的分支指令。一旦遇到一個B指令,ARM處理器將立即跳轉到給定的地址,從那里繼續執行。注意:存儲在分支指令中的實際值是相對當前R15的值的一個偏移量,而不是一個絕對地址。它的值由匯編器來計算,是24位有符號數,左移兩位后有符號擴展為32位,表示的有效偏移位為26位(+/- 32 MB)。   (2)BL 帶返回的跳轉指令   BI,〔條件) (地址)   BL指令也屬于ARM指令集,是另一個分支指令。就在分支之前,在寄存器R14中裝載上R15的內容,因此可以重新裝載R14到R15中來返回到這個分支之后的那個指令處執行,它是子例程的一個基本但強力的實現。   (3)BLX 帶返回和狀態切換的跳轉指令   BLX <地址>   BLX指令有兩種格式,第1種格式的BLX指令記作BLX(1)。BLX(1)從ARM指令集跳轉到指令中指定的目標地址,并將程序狀態切換到Thumb狀態,該指令同時將PC寄存器的內容復制到LR寄存器中。   BLX(1)指令屬于無條件執行的指令。   第2種格式的BLX指令記作BLX(2)。BLX(2)指令從ARM指令集跳轉到指令中指定的目標地址,目標地址的指令可以是ARM指令,也可以是Thumb指令。目標地址放在指令中的寄存器<dest>中,該地址的bit[0]值為0,目標地址處的指令類型由CPSR中的T位決定。該指令同時將PC寄存器的內容復制到LR寄存器中。   (4)BX 帶狀態切換的跳轉指令   BX(條件) (dest)   BX指令跳轉到指令中指定的目標地址,目標地址處的指令可以是ARM指令,也可以是Thumb指令。目標地址值為指令的值和0xFl·FFFFFF做“與”操作的結果,目標地址處的指令類型由寄存器決定。

    標簽: arm 指令集

    上傳時間: 2014-12-27

    上傳用戶:laomv123

  • ARM處理器的工作模式

    ARM處理器的工作模式 ARM處理器狀態    ARM微處理器的工作狀態一般有兩種,并可在兩種狀態之間切換:第一種為ARM狀態,此時處理器執行32位的字對齊的ARM指令;第二種為Thumb狀態,此時處理器執行16位的、半字對齊的Thumb指令。在程序的執行過程中,微處理器可以隨時在兩種工作狀態之間切換,并且,處理器工作狀態的轉變并不影響處理器的工作模式和相應寄存器中的內容。但ARM微處理器在開始執行代碼時,應該處于ARM狀態。  ARM處理器狀態    進入Thumb狀態:當操作數寄存器的狀態位(位0)為1時,可以采用執行BX指令的方法,使微處理器從ARM狀態切換到Thumb狀態。此外,當處理器處于Thumb狀態時發生異常(如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等),則異常處理返回時,自動切換到Thumb狀態。    進入ARM狀態:當操作數寄存器的狀態位為0時,執行BX指令時可以使微處理器從Thumb狀態切換到ARM狀態。此外,在處理器進行異常處理時,把PC指針放入異常模式鏈接寄存器中,并從異常向量地址開始執行程序,也可以使處理器切換到ARM狀態。ARM處理器模式    ARM微處理器支持7種運行模式,分別為:用戶模式(usr):ARM處理器正常的程序執行狀態。快速中斷模式(fiq):用于高速數據傳輸或通道處理。外部中斷模式(irq):用于通用的中斷處理。管理模式(svc):操作系統使用的保護模式。數據訪問終止模式(abt):當數據或指令預取終止時進入該模式,可用于虛擬存儲及存儲保護。系統模式(sys):運行具有特權的操作系統任務。定義指令中止模式(und):當未定義的指令執行時進入該模式,可用于支持硬件協處理器的軟件仿真。ARM處理器模式    ARM微處理器的運行模式可以通過軟件改變,也可以通過外部中斷或異常處理改變。大多數的應用程序運行在用戶模式下,當處理器運行在用戶模式下時,某些被保護的系統資源是不能被訪問的。    除用戶模式以外,其余的所有6種模式稱之為非用戶模式,或特權模式;其中除去用戶模式和系統模式以外的5種又稱為異常模式,常用于處理中斷或異常,以及需要訪問受保護的系統資源等情況。ARM寄存器    ARM處理器共有37個寄存器。其中包括:31個通用寄存器,包括程序計數器(PC)在內。這些寄存器都是32位寄存器。以及6個32位狀態寄存器。 關于寄存器這里就不詳細介紹了,有興趣的人可以上網找找,很多這方面的資料。異常處理    當正常的程序執行流程發生暫時的停止時,稱之為異常,例如處理一個外部的中斷請求。在處理異常之前,當前處理器的狀態必須保留,這樣當異常處理完成之后,當前程序可以繼續執行。處理器允許多個異常同時發生,它們將會按固定的優先級進行處理。當一個異常出現以后,ARM微處理器會執行以下幾步操作:進入異常處理的基本步驟:將下一條指令的地址存入相應連接寄存器LR,以便程序在處理異常返回時能從正確的位置重新開始執行。將CPSR復制到相應的SPSR中。根據異常類型,強制設置CPSR的運行模式位。強制PC從相關的異常向量地址取下一條指令執行,從而跳轉到相應的異常處理程序處。如果異常發生時,處理器處于Thumb狀態,則當異常向量地址加載入PC時,處理器自動切換到ARM狀態。 ARM微處理器對異常的響應過程用偽碼可以描述為: R14_ = Return LinkSPSR_= CPSRCPSR[4:0] = Exception Mode NumberCPSR[5] = 0 ;當運行于 ARM 工作狀態時If == Reset or FIQ then;當響應 FIQ 異常時,禁止新的 FIQ 異常CPSR[6] = 1PSR[7] = 1PC = Exception Vector Address異常處理完畢之后,ARM微處理器會執行以下幾步操作從異常返回:將連接寄存器LR的值減去相應的偏移量后送到PC中。將SPSR復制回CPSR中。若在進入異常處理時設置了中斷禁止位,要在此清除。

    標簽: ARM 處理器 工作模式

    上傳時間: 2013-11-15

    上傳用戶:hanbeidang

  • 單片機指令系統

    單片機指令系統 3.1 MCS-51指令簡介 3.2 指令系統 3.1  MCS-51指令簡介 二、MCS-51系列單片機指令系統分類 按尋址方式分為以下七種:按功能分為以下四種: 1、立即立即尋址         1、數據傳送指令位操 2、直接尋址             2、算術運算指令 3、寄存器尋址           3、邏輯運算指令 4、寄存器間接尋址指令   4、控制轉移類指令 5、相對尋址             5、位操作指令 6、變址尋址 7、位尋址 三、尋址方式 3、寄存器間接尋址    MOV A, @R1        操作數是通過寄存器間接得到的。 4、立即尋址               MOV  A, #40H        操作數在指令中直接給出。 5、基址寄存器加變址寄存器尋址        以DPTR或PC為基址寄存器,以A為變址寄存器,        以兩者相加形成的16位地址為操作數的地址。                   MOVC A, @A+DPTR                   MOVC A, @A+PC 四、指令中常用符號說明 Rn——當前寄存器區的8個工作寄存器R0~R7(n=0~7); Ri——當前寄存器區可作地址寄存器的2個工作寄存器R0和R1(i=0,1); direct——8位內部數據存儲器單元的地址及特殊功能寄存器的地址; #data——表示8位常數(立即數); #datal6——表示16位常數; add 16——表示16位地址; addrll——表示11位地址; rel——8位帶符號的地址偏移量; bit——表示位地址; @——間接尋址寄存器或基址寄存器的前綴; ( )——表示括號中單元的內容 (( ))——表示間接尋址的內容; 五、MCS-51指令簡介 1. 以累加器A為目的操作數的指令 2.  以Rn為目的操作數的指令 3.  以直接地址為目的操作數的指令 4.  以寄存器間接地址為目的操作數指令 應用舉例1 8段數碼管顯示 應用舉例2 3.2  指令系統 2、堆棧操作指令  3.  累加器A與外部數據傳輸指令 4.  查表指令    MOVC  A,   @A+PC  例子: 5.  字節交換指令 6.  半字節交換指令 二、算術操作類指令 PSW寄存器 2.  帶進位加法指令 3.  加1指令 4.  十進制調整指令 5.  帶借位減法指令(Subtraction) 6.  減1指令(Decrease) 7.   乘法指令(Multiplication) 8.  除法指令(Division)        三、邏輯運算指令 1.  簡單邏輯操作指令 2.  循環指令 帶進位左循環指令(Rotate  Accumulator Left   through  Carry  flag)      右循環指令(Rotate  Accumulator  Right) 帶進位右循環指令(Rotate  A  Right  with  C) 3.   邏輯與指令 4.  邏輯或指令 5.  邏輯異或指令 四、控制轉移類指令 1.  跳轉指令 相對轉移指令   SJMP   rel           PC←(PC)+2                                                                                                                            PC←(PC)+rel 程序中標號與地址之間的關系 2.  條件轉移指令 3.  比較不相等轉移指令 4.  減 1 不為 0 轉移指令 5.  調用子程序指令 7.  中斷返回指令 五、位操作指令 1.  數據位傳送指令 2.  位變量邏輯指令 3.  條件轉移類指令

    標簽: 單片機 指令系統

    上傳時間: 2013-10-27

    上傳用戶:xuanjie

  • 匯編+保護模式+教程

    九.輸入/輸出保護為了支持多任務,80386不僅要有效地實現任務隔離,而且還要有效地控制各任務的輸入/輸出,避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護80386采用I/O特權級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出,實現輸入/輸出保護。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權級(I/O Privilege Level)規定了可以執行所有與I/O相關的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權級。IOPL的值在如下圖所示的標志寄存器中。 標  志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O許可位圖規定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權級執行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務狀態段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數據 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數據 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令,由于這些指令與I/O有關,并且只有在滿足所列條件時才可以執行,所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見,當前特權級不在I/O特權級外層時,可以正常執行所列的全部I/O敏感指令;當特權級在I/O特權級外層時,執行CLI和STI指令將引起通用保護異常,而其它四條指令是否能夠被執行要根據訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述),如果條件不滿足而執行,那么將引起出錯碼為0的通用保護異常。 由于每個任務使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS,所以每個任務可以有不同的IOPL,并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意,這些I/O敏感指令在實模式下總是可執行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執行是很不方便的,不能滿足實際要求需要。因為這樣做會使得在特權級3執行的應用程序要么可訪問所有I/O地址,要么不可訪問所有I/O地址。實際需要與此剛好相反,只允許任務甲的應用程序訪問部分I/O地址,只允許任務乙的應用程序訪問另一部分I/O地址,以避免任務甲和任務乙在訪問I/O地址時發生沖突,從而避免任務甲和任務乙使用使用獨享設備時發生沖突。 因此,在IOPL的基礎上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進制位串組成。位串中的每一位依次對應一個I/O地址,位串的第0位對應I/O地址0,位串的第n位對應I/O地址n。如果位串中的第位為0,那么對應的I/O地址m可以由在任何特權級執行的程序訪問;否則對應的I/O地址m只能由在IOPL特權級或更內層特權級執行的程序訪問。如果在I/O外層特權級執行的程序訪問位串中位值為1的位所對應的I/O地址,那么將引起通用保護異常。 I/O地址空間按字節進行編址。一條I/O指令最多可涉及四個I/O地址。在需要根據I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下,當一條I/O指令涉及多個I/O地址時,只有這多個I/O地址所對應的I/O許可位圖中的位都為0時,該I/O指令才能被正常執行,如果對應位中任一位為1,就會引起通用保護異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K,所以構成I/O許可位圖的二進制位串最大長度是64K個位,即位圖的有效部分最大為8K字節。一個任務實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠小于這個數目。 當前任務使用的I/O許可位圖存儲在當前任務TSS中低端的64K字節內。I/O許可位圖總以字節為單位存儲,所以位串所含的位數總被認為是8的倍數。從前文中所述的TSS格式可見,TSS內偏移66H的字確定I/O許可位圖的開始偏移。由于I/O許可位圖最長可達8K字節,所以開始偏移應小于56K,但必須大于等于104,因為TSS中前104字節為TSS的固定格式,用于保存任務的狀態。 1.I/O訪問許可檢查細節保護模式下處理器在執行I/O指令時進行許可檢查的細節如下所示。 (1)若CPL<=IOPL,則直接轉步驟(8);(2)取得I/O位圖開始偏移;(3)計算I/O地址對應位所在字節在I/O許可位圖內的偏移;(4)計算位偏移以形成屏蔽碼值,即計算I/O地址對應位在字節中的第幾位;(5)把字節偏移加上位圖開始偏移,再加1,所得值與TSS界限比較,若越界,則產生出錯碼為0的通用保護故障;(6)若不越界,則從位圖中讀對應字節及下一個字節;(7)把讀出的兩個字節與屏蔽碼進行與運算,若結果不為0表示檢查未通過,則產生出錯碼為0的通用保護故障;(8)進行I/O訪問。設某一任務的TSS段如下: TSSSEG                  SEGMENT PARA USE16                        TSS     <>             ;TSS低端固定格式部分                        DB      8 DUP(0)       ;對應I/O端口00H—3FH                        DB      10000000B      ;對應I/O端口40H—47H                        DB      01100000B      ;對用I/O端口48H—4FH                        DB      8182 DUP(0ffH) ;對應I/O端口50H—0FFFFH                        DB      0FFH           ;位圖結束字節TSSLen                  =       $TSSSEG                  ENDS 再假設IOPL=1,CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執行,有些會引起通用保護異常:                         in      al,21h  ;(1)正常執行                        in      al,47h  ;(2)引起異常                        out     20h,al  ;(3)正常實行                        out     4eh,al  ;(4)引起異常                        in      al,20h  ;(5)正常執行                        out     20h,eax ;(6)正常執行                        out     4ch,ax  ;(7)引起異常                        in      ax,46h  ;(8)引起異常                        in      eax,42h ;(9)正常執行 由上述I/O許可檢查的細節可見,不論是否必要,當進行許可位檢查時,80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個字節。目的是為了盡快地執行I/O許可檢查。一方面,常常要讀取I/O許可位圖的兩個字節。例如,上面的第(8)條指令要對I/O位圖中的兩個位進行檢查,其低位是某個字節的最高位,高位是下一個字節的最低位。可見即使只要檢查兩個位,也可能需要讀取兩個字節。另一方面,最多檢查四個連續的位,即最多也只需讀取兩個字節。所以每次要讀取兩個字節。這也是在判別是否越界時再加1的原因。為此,為了避免在讀取I/O許可位圖的最高字節時產生越界,必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節,即0FFH。此全1的字節應填加在最后一個位圖字節之后,TSS界限范圍之前,即讓填加的全1字節在TSS界限之內。 I/O許可位圖開始偏移加8K所得的值與TSS界限值二者中較小的值決定I/O許可位圖的末端。當TSS的界限大于I/O許可位圖開始偏移加8K時,I/O許可位圖的有效部分就有8K字節,I/O許可檢查全部根據全部根據該位圖進行。當TSS的界限不大于I/O許可位圖開始偏移加8K時,I/O許可位圖有效部分就不到8K字節,于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據位圖進行,而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認為不可訪問而引起通用保護故障。因為這時會發生字節越界而引起通用保護異常,所以在這種情況下,可認為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個特點,可大大節約TSS中I/O許可位圖占用的存儲單元,也就大大減小了TSS段的長度。 <二>重要標志保護輸入輸出的保護與存儲在標志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關,顯然不能允許隨便地改變IOPL,否則就不能有效地實現輸入輸出保護。類似地,對EFLAGS中的IF位也必須加以保護,否則CLI和STI作為敏感指令對待是無意義的。此外,EFLAGS中的VM位決定著處理器是否按虛擬8086方式工作。 80386對EFLAGS中的這三個字段的處理比較特殊,只有在較高特權級執行的程序才能執行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權級下對這三個字段的處理情況。 不同特權級對標志寄存器特殊字段的處理 特權級 VM標志字段 IOPL標志字段 IF標志字段 CPL=0 可變(初POPF指令外) 可變 可變 0  不變 不變 可變 CPL>IOPL 不變 不變 不變 從表中可見,只有在特權級0執行的程序才可以修改IOPL位及VM位;只能由相對于IOPL同級或更內層特權級執行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同,在特權級不滿足上述條件的情況下,當執行POPF指令和IRET指令時,如果試圖修改這些字段中的任何一個字段,并不引起異常,但試圖要修改的字段也未被修改,也不給出任何特別的信息。此外,指令POPF總不能改變VM位,而PUSHF指令所壓入的標志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護的實例(實例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護的實例。演示內容包括:I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權指令引起的異常;使用段間調用指令CALL通過任務門調用任務,實現任務嵌套。 1.演示步驟實例演示的內容比較豐富,具體演示步驟如下:(1)在實模式下做必要準備后,切換到保護模式;(2)進入保護模式的臨時代碼段后,把演示任務的TSS段描述符裝入TR,并設置演示任務的堆棧;(3)進入演示代碼段,演示代碼段的特權級是0;(4)通過任務門調用測試任務1。測試任務1能夠順利進行;(5)通過任務門調用測試任務2。測試任務2演示由于違反I/O許可位圖規定而導致通用保護異常;(6)通過任務門調用測試任務3。測試任務3演示I/O敏感指令如何引起通用保護異常;(7)通過任務門調用測試任務4。測試任務4演示特權指令如何引起通用保護異常;(8)從演示代碼轉臨時代碼,準備返回實模式;(9)返回實模式,并作結束處理。

    標簽: 匯編 保護模式 教程

    上傳時間: 2013-12-11

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