X86 为ARM处理器编写操作系统

我最近为x86体系结构开发了一个非常简单的操作系统。但后来我意识到要在更小的规模上为ARM板（如RPi）构建它

我想问一下ARM指令集与x86有什么不同

ARM板上有BIOS吗？如果没有，是否有其他方法在屏幕或视频存储器上打印输出

在Raspberry Pi上编程操作系统需要改变什么

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为了了解我所知道的情况，我创建了一个简单的操作系统，它可以在屏幕上打印文字，从磁盘读取，将内核加载到内存中，并切换到32位模式。

没有一个层可以与执行硬件抽象的PC BIOS相媲美，您需要为处理器中的每个特定外围设备/控制器实现一个驱动程序

在ARM中，大多数外围访问都是内存映射的。没有单独的I/O空间概念，也没有单独的

IN

和

OUT

指令，比如传统上使用的x86（尽管PC外围设备也越来越多地使用内存映射访问）

使显示器工作可能包括启用LCD控制器外围设备、写入有效的行计数、列计数和时钟分隔器值以匹配显示器支持的模式，然后写入帧缓冲区。可能会有中断需要处理，或者如果你不介意撕裂的话，你也可以不用它们。在PC机上，BIOS会写入一些有效值，在ARM上，很可能显示控制器甚至在代码中启用之前都没有启用

《编程指南》中会有一整章介绍专门用于显示外围设备的处理器芯片。此外，您可能会发现已经为引导加载程序（如u-Boot）编写了代码，在这种情况下，您可以编写操作系统，以引导加载程序配置的任何状态启动

从嵌入式工程师的角度来看，Raspberry Pi的不幸之处在于，它的大部分编程指南（和VideoCore有关的所有内容）只能通过签署NDA才能获得

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如果使用其他工具包，如BeagleBone（带有TI OMAP处理器），您可能会更幸运，因为文档是公开的。

没有与PC BIOS等效的层来执行硬件抽象，您需要为处理器中的每个特定外设/控制器实现驱动程序

在ARM中，大多数外围访问都是内存映射的。没有单独的I/O空间概念，也没有单独的

IN

和

OUT

指令，比如传统上使用的x86（尽管PC外围设备也越来越多地使用内存映射访问）

使显示器工作可能包括启用LCD控制器外围设备、写入有效的行计数、列计数和时钟分隔器值以匹配显示器支持的模式，然后写入帧缓冲区。可能会有中断需要处理，或者如果你不介意撕裂的话，你也可以不用它们。在PC机上，BIOS会写入一些有效值，在ARM上，很可能显示控制器甚至在代码中启用之前都没有启用

《编程指南》中会有一整章介绍专门用于显示外围设备的处理器芯片。此外，您可能会发现已经为引导加载程序（如u-Boot）编写了代码，在这种情况下，您可以编写操作系统，以引导加载程序配置的任何状态启动

从嵌入式工程师的角度来看，Raspberry Pi的不幸之处在于，它的大部分编程指南（和VideoCore有关的所有内容）只能通过签署NDA才能获得

您可能会更幸运地使用其他工具包，如BeagleBone（带有TI OMAP处理器），其中的文档是公开的。

首先，“ARM”表示许多不同的处理器-它们彼此之间的差异更大，然后是8088和最新的“奔腾”-s

ARM-s指令集与x86指令集非常不同。ARM可能有两个不同的指令集（Thumb和ARM native，许多指令集只有Thumb），如果实现了这两个指令集，跳转到奇数地址会导致Thumb的执行，而跳转到偶数地址会导致ARM集的执行。它有选择性的多寄存器“push”、“pop”、“load”和“store”（例如“push{R0，R4-R11}”-x86推送一个或所有寄存器）和常规指令的条件执行（需要前缀），但它没有类似“loop”、“movsb”、段寄存器、专用索引寄存器、专用I/O指令

ARM处理器相当复杂-例如，ARMv7-M体系结构的文档超过900页（英特尔80386-126页；好吧，64位英特尔CPU“指令集参考”超过2K页，似乎任何文档都会增长，直到其大小超过预期读卡器的容量），另外一份描述片上外围设备的文档还有1500页——似乎单个芯片（不是每个芯片）的外围设备比普通PC多

就BIOS而言：我只是在探索包含LPC4370芯片的LPC-Link2（它有3个ARM CPU-s:Cortex-M4和2个Cortex-M0；只有第一个启动电源或重置，其他必须由第一个启动），它有一些BIOS-BIOS可以从“SPIFI”启动操作系统（它是一种EEPROM，1MB，位于LPC4370外部，但放在板上；SPIFI可以作为“引导设备”（代码复制到芯片的RAM中，然后执行），或者作为操作系统运行的内存（直接，不复制）-BIOS查看其内容并以这两种方式之一使用），或者通过USB（借助于在另一台机器上运行的程序，并将LPC-Link2连接为USB设备）。许多其他芯片具有闪存（芯片内部）并从中引导或运行操作系统。通常，它们有一个串行接口，可用于调试（例如，它有两个协议，在重新安装芯片时选择其中一个协议）