新在哪里?從未接觸過。比如之前一直在x86、ARM上寫程序，C比較多，匯編也調(diào)過。MIPS可能零零星星也看過幾篇資料。然后來了個(gè)用PowerPC的項(xiàng)目，或者RISC-V的項(xiàng)目，茫茫然無可奈何不知所措。

這里介紹CPU相關(guān)的概念，需要哪些資料，可以沒有概念上的缺口，踏踏實(shí)實(shí)的開始為一個(gè)于己而言全新的CPU編寫代碼。

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一. CPU

CPU即中央處理器，執(zhí)行一系列指令，完成處理任務(wù)。CPU即是指令執(zhí)行器，包含了為執(zhí)行各種指令所需要的模塊，如數(shù)學(xué)運(yùn)算單元ALU、指令編譯碼器、寄存器、移位寄存器、計(jì)數(shù)器等基礎(chǔ)組成部分，還有L1/L2 Cache, MMU等現(xiàn)代CPU而言也算基礎(chǔ)的單元。

二. SoC

System on Chip: 片上系統(tǒng)，為了提升集成度，降低PCB電路板上的芯片器件數(shù)量，把相當(dāng)一部分芯片和CPU封裝到一起，即成為SoC。被封裝的器件成為SoC的模塊，如USB, Eth MAC/PHY, WIFI(802.11), NFC, Bluetooth, GPS模塊, 除了片上內(nèi)存之外，F(xiàn)lash也可以集成進(jìn)去，等等。

三. ISA

Instruction Set Architecture：指令集架構(gòu)。規(guī)定了每條指令的格式和作用等。基本上，每個(gè)指令集都包含數(shù)學(xué)運(yùn)算、移位、跳轉(zhuǎn)、內(nèi)存訪問等指令，有一些還包含多媒體處理、壓縮解壓縮等領(lǐng)域能力增強(qiáng)指令。

ISA由以下幾個(gè)模型組成：

1.Register Model

指令必然用到寄存器，寄存器有多少、如何組織等，屬于寄存器模型的內(nèi)容。

2.Intstruction Model

指令的種類、格式、作用等。根據(jù)指令格式是否固定，可以分為復(fù)雜指令集和精簡指令集，即CISC和RISC。

3.Interrupt Model

如何響應(yīng)外部世界變化?有主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。具體到CPU而言：

a. 主動(dòng)輪詢是否存在外部事件需要響應(yīng);

b. 被外部事件中斷;

細(xì)細(xì)思量之下，中斷即使在一條指令未執(zhí)行完成時(shí)發(fā)生，也無法立即得到響應(yīng)，而是需要在當(dāng)前指令執(zhí)行完畢之后，去查看是否有中斷發(fā)生，如果有則進(jìn)行響應(yīng)。所以中斷其實(shí)也是輪詢，只不過輪詢的周期為每執(zhí)行一條指令輪詢一次。外因通過內(nèi)因起作用，也可以理解。

中斷模型定義：

a. 要處理的內(nèi)部錯(cuò)誤和外部中斷的種類;

b. 處理方式是否分為常規(guī)和快速處理模式;

c. 中斷是否有優(yōu)先級(jí)，是否能夠打斷，是否能夠嵌套等;

與CPU的關(guān)系

常見的ISA有x86, ARM, MIPS, PowerPC等，其他早期的有Alpha，新生的有RISC-V等。

一般而言，每種CPU只基于某一種特定的ISA，而ISA可以有很多CPU實(shí)現(xiàn)。如i386/i586, Core i3/i5/i7都基于x86，AMD的CPU也基于x86。

當(dāng)然也有例外，比如龍心Loongson主要基于MIPS，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了x86指令的譯碼(揣測(cè)，未確認(rèn))。

四. ABI

Application Binary Interface 應(yīng)用二進(jìn)制接口。區(qū)別于Application Programming Interface(API)，ABI規(guī)定了如何使用ISA規(guī)定的指令集和寄存器進(jìn)行編程，如哪一個(gè)寄存器用作棧指針，哪一個(gè)傳遞函數(shù)返回值，哪幾個(gè)傳遞函數(shù)入?yún)⒌取?/p>

可見，ABI與ISA對(duì)應(yīng)，而非CPU。

五. 開始編程

需要資料如下：

1.SoC文檔：內(nèi)存地址空間劃分，初始化流程，各個(gè)模塊的寄存器定義;

2.CPU文檔：包含哪些模塊以及如何配置使用：MMU如何配置，Cache怎么刷等;

3.ISA文檔：寄存器模型、指令的作用等;

4.ISA對(duì)應(yīng)的ABI規(guī)范：使用寄存器時(shí)有哪些注意事項(xiàng);如PPCEABI，System V ABI，System V Application Binary Interface - Intel386 Architecture Processor Supplement，System V Application Binary Interface - PowerPC Processor Supplement。

5.編譯工具鏈資料：匯編器、編譯器、鏈接器。