1. 计算机基础理论

1.1 计算机的组成

输入设备：将数据转换成计算机可以识别，存储，处理的形式，发送到计算机中

输出设备：将计算机对程序和数据的运算结果输送到外部的设备

存储器：用于将数据保存的模块。

有寄存器，存在于CPU内部，用于暂时存放数据。CPU访问没有延时。

高速缓存

内存

外部存储

运算器：运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加寄存器、数据缓冲寄存器和 状态条件寄存器组成，它是数据加工处理部件，完成计算机的各种算术和逻辑运算。

控制器：控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成。 它是计算机指挥系统，完成计算机的指挥工作，也是计算机实现“程序存储控制”的基础

2.指令和指令集

机器指令：机器指令是处理器能够识别的计算机指令，当处理器获取到一个机器指令，就可以让机器实现某一个特定的运算

汇编指令：每一个汇编指令都是一条机器指令的标识，当一条汇编指令被执行时，也可以让机器实现某一个特定的运算

指令集：汇编指令的集合

3.编译的基本原理

编译过程：

预处理：展开以“#”开头的文件展开

编译：检查语法错误，没有错误会将程序编译为汇编文件 s

汇编：将汇编文件编译为二进制文件

链接：将文件中调用的函数的库信息链接到当前文件里，生产一个可执行的二进制文件

4.精简指令集和复杂指令集

基于精简指令集（RISC）设计cpu核心时，选取一些使用最为频繁比较简单的指令组成指令集，对于精简指令集来说具备以下特性：

1.精简指令集每一天指令的执行周期固定，基本都是单周期指令

2.精简指令集每一条指令的长度也是固定的

复杂指令集（CISC）追求核心功能的完善性，将实现所以计算的各个指令都放在一起组成指令集 复杂指令集有以下特征：

1.指令的执行周期不固定

2.指令的长度不固定

基于复杂指令集生产的芯片在功耗、体积、成本方面都要高于精简指令集芯， 但是复杂指令集芯片性能比精简指令集更强。

2. ARM的相关理论

2.1 ARM架构

不同的ARM精简指令集组成不同的ARM架构

2.2 ARM内核

基于不同的ARM架构设计出的不同的CPU核心就是ARM内核

2.3 SOC（system on chip）

将系统关键部件集成到一块芯片上

2.4 ARM的工作模式

2.5 ARM处理器的寄存器组织

2.6 ARM处理器中的一些特殊功能寄存器

R15寄存器又被称为（PC：program counter）程序计数器。

PC寄存器保存即将被从内存中取出来的指令的地址

当PC保存的指令地址被处理器发送给内存之后PC的值会自动向下加一条指令的大小， 这也是程序可以继续向下顺序执行的原因

R14又被称为（LR:link register）链接寄存器 LR寄存器的作用是当执行指令时进行程序跳转时，LR会保存跳转指令下一条指令的地址，方便程序返回

R13寄存器又被称为（SP:stack pointer）栈指针寄存器 SP寄存器保存栈内存栈顶的地址，对一些临时数据进行压栈出栈操作时需要使用SP的值来找到栈区位置

CPSR寄存器又叫（current program status register）当前程序状态寄存器

这个寄存器的作用是保存当前程序的工作状态

工作状态中包含程序的工作模式、中断禁止位以及程序的运算结果条件位等信息

SPSR寄存器又叫（saved program status register）被保存的程序状态寄存器

这个寄存器当处理器因为各种异常切换到异常模式工作时会将CPSR值提前保存到SPSR中，处理器处理完异常之后会将SPSR的值 赋值给CPSR，用于恢复处理器的工作状态