cortex - M3内核笔记:
内核框架
- 内核框架图:
cortex-M3内核,采用的是哈弗结构,拥有独立的数据总线和指令总线。 2. 寄存器组: M3内核拥有两个堆栈指针寄存器,但这个寄存器在同一时刻只能有一个有效,因此任意时刻只能使用一个寄存器。
- MSP(主堆栈指针),复位后缺省使用的指针,用于操作系统内核以及异常处理(包括中断处理)
- PSP(进程堆栈指针),主要用于用户代码程序使用。
- R14(连接寄存器),用来存储函数调用时的返回地址,ARM为了减少内存的访问次数,直接把返回地址存储在寄存器中。当大于一级函数调用的时候,会把R14的值压入栈中,将新一级的函数返回地址存入R14中。
- 操作模式和特权模式
- cortex - M3支持两种操作模式和两级特权模式。
- 合法的转换模式
- 内建的嵌套中断向量控制器
- cortex - M3内核中搭载了一颗中断向量控制器——嵌套向量中断控制器(NVIC),它与内核紧紧耦合。
- NVIC提供了以下功能
- 可嵌套中断支持
- 向量中断支持
- 动态优先级调整支持
- 中断延迟大大缩短
- 中断可屏蔽
- 向量中断支持:当开始响应一个中断后,CM3 会自动定位一张向量表,并且根据中断号从表中找出ISR 的入口地址,然后跳转过去执行。不需要像以前的ARM 那样,由软件来分辨到底是哪个中断发生了,也无需半导体厂商提供私有的中断控制器来完成这种工作。这么一来,中断延迟时间大为缩短。
- cortex- M3的堆栈实现:
- cortex -M3使用的是”向下生长的满栈“模型,堆栈指针SP指向的是最后一个被压入栈的32位数值。在下一次压栈,SP先自减4,再放入数据。
- 复位序列(重点)
- 在离开复位状态后,cortex - M3做的第一件事情,就是先读取以下两个32位整型值。
- 从地址0x0000 00000 读取MSP的初始值。
- 从地址0x0000 00004 取出PC的初始值,这个值是复位向量表,然后从这个值对应的地址处取指令。
- 这与传统的ARM内核和其他单片机不同,传统的ARM或其他单片机总是从0地址处开始执行第一条指令,他们的0地址处是一条跳转指令。在CM3中,0地址处存放的是MSP的初始值,紧接着是向量表(向量表还可以移动至其他位置),向量表中始终是32位的地址,而不是跳转指令。
- 因为CM3使用的是向下生长的满栈,所以MSP的初始值必须是堆栈内存末地址加1。举例来说,如果你的堆栈区域在0x20007C00-0x20007FFF 之间,那么MSP 的初始值就必须是0x20008000。
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