1、ARM 寄存器組介紹

ARM 處理器一般共有 37 個(gè)寄存器，其中包括：

（1） 31 個(gè)通用寄存器，包括 PC（程序計(jì)數(shù)器）在內(nèi)，都是 32 位的寄存器。
（2） 6 個(gè)狀態(tài)寄存器，都是 32 位的寄存器。
ARM 處理器共有 7 種不同的處理器模式：
用戶模式（User），快速中斷模式（FIQ），普通中斷模式（IRQ），管理模式（Svc），數(shù)據(jù)訪問中止模式（Abort），未定義指令中止模式（Und），系統(tǒng)模式（Sys），
在每一種處理器模式中有一組相應(yīng)的寄存器。在任意一種處理器模式下，可見的寄存器包括 15 個(gè)通用寄存器（R0~R14）、一個(gè)或者二個(gè)狀態(tài)寄存器以及程序計(jì)數(shù)器（PC）。在所有的寄存器中，有些是各模式共用同一個(gè)物理寄存器，有些寄存器是各個(gè)模式自己擁有獨(dú)立的物理寄存器

其中 r0~r3 主要用于子程序間傳遞參數(shù)， r4~r11 主要用于保存局部變量，但在 Thumb 程序中，通常只能使用 r4~r7 來保存局部變量； r12 用作子程序間scratch 寄存器，即 ip 寄存器； r13 通常用做棧指針，即 sp； r14 寄存器又被稱為連接寄存器（lr），用于保存子程序以及中斷的返回地址； r15 用作程序計(jì)數(shù)器（pc），由于 ARM 采用了流水線機(jī)制，當(dāng)正確讀取了 PC 的值后，該值為當(dāng)前指令地址加 8 個(gè)字節(jié)，即 PC 指向當(dāng)前指令的下兩條指令地址。

CPSR和SPSR都是程序狀態(tài)寄存器，其中SPSR是用來保存中斷前的CPSR中的值，以便在中斷返回之后恢復(fù)處理器程序狀態(tài)。
2.CPSR寄存器詳解

所有處理器模式下都可訪問當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR。CPSR中包含條件碼標(biāo)志、中斷禁止位、當(dāng)前處理器模式以及其他狀態(tài)和控制信息。在每種異常模式下都有一個(gè)對用的程序狀態(tài)寄存器SPSR。當(dāng)異常出現(xiàn)時(shí)，SPSR用于保存CPSR的狀態(tài)，以便異常返回后恢復(fù)異常發(fā)生時(shí)的工作狀態(tài)。

(1)條件碼標(biāo)志

N、Z、C、V，最高4位稱為條件碼標(biāo)志。ARM的大多數(shù)指令可以條件執(zhí)行的，即通過檢測這些條件碼標(biāo)志來決定程序指令如何執(zhí)行。

各個(gè)條件碼的含義如下：

N：在結(jié)果是有符號的二進(jìn)制補(bǔ)碼情況下，如果結(jié)果為負(fù)數(shù)，則N=1；如果結(jié)果為非負(fù)數(shù)，則N=0。

Z：如果結(jié)果為0，則Z=1;如果結(jié)果為非零，則Z=0。

C：其設(shè)置分一下幾種情況：

對于加法指令（包含比較指令CMN），如果產(chǎn)生進(jìn)位，則C=1;否則C=0。對于減法指令（包括比較指令CMP），如果產(chǎn)生借位，則C=0;否則C=1。對于有移位操作的非法指令，C為移位操作中最后移出位的值。對于其他指令，C通常不變。

V：對于加減法指令，在操作數(shù)和結(jié)果是有符號的整數(shù)時(shí)，如果發(fā)生溢出，則V=1;如果無溢出發(fā)生，則V=0;對于其他指令，V通常不發(fā)生變化。

(2)控制位的作用在圖1中可以看出，在這里就不闡述了。

二：CPSR與CPSR_c的區(qū)別

CPSR_c指的是CPSR的低8位控制位CPSR有4個(gè)8位區(qū)域：標(biāo)志域（F）、狀態(tài)域（S）、擴(kuò)展域（X）、控制域（C）MSR - Load specified fields of the CPSR or SPSR with an immediate constant, or from the contents of a general-purpose register.Syntax:MSR{cond} <psr>_<fields>, #immed_8r MSR{cond} <psr>_<fields>, Rm where: cond is an optional condition code. <psr> is either CPSR or SPSR. <fields> specifies the field or fields to be moved. <fields> can be one or more of:

c control field mask byte (PSR[7:0]) x extension field mask byte (PSR[15:8]) s status field mask byte (PSR[23:16) f flags field mask byte (PSR[31:24]). immed_8r is an expression evaluating to a numeric constant. The constant must correspond to an 8-bit pattern rotated by an even number of bits within a 32-bit word. Rm is the source register.

C 控制域屏蔽字節(jié)(psr[7:0])X 擴(kuò)展域屏蔽字節(jié)(psr[15:8])S 狀態(tài)域屏蔽字節(jié)(psr[23:16])F 標(biāo)志域屏蔽字節(jié)(psr[31:24])

常用于MRS或MSR指令,用于psr中的值轉(zhuǎn)移到寄存器或把寄存器的內(nèi)容加載到psr中.
如:

MSR CPSR_c，＃0xd3

三、R0-R15寄存器 根據(jù)“ARM-thumb 過程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)”：
R0-R3 用作傳入函數(shù)參數(shù)，傳出函數(shù)返回值。在子程序調(diào)用之間，可以將 r0-r3 用于任何用途。
被調(diào)用函數(shù)在返回之前不必恢復(fù) r0-r3。如果調(diào)用函數(shù)需要再次使用 r0-r3 的內(nèi)容，則它必須保留這些內(nèi)容。
R4-R11 被用來存放函數(shù)的局部變量。如果被調(diào)用函數(shù)使用了這些寄存器，它在返回之前必須恢復(fù)這些寄存器的值。
R12 是內(nèi)部調(diào)用暫時(shí)寄存器 ip。它在過程鏈接膠合代碼（例如，交互操作膠合代碼）中用于此角色。
在過程調(diào)用之間，可以將它用于任何用途。被調(diào)用函數(shù)在返回之前不必恢復(fù) r12。
R13 是棧指針 sp。它不能用于任何其它用途。sp 中存放的值在退出被調(diào)用函數(shù)時(shí)必須與進(jìn)入時(shí)的值相同。
R14 是鏈接寄存器 lr。如果您保存了返回地址，則可以在調(diào)用之間將 r14 用于其它用途，程序返回時(shí)要恢復(fù)
R15 是程序計(jì)數(shù)器 PC。它不能用于任何其它用途。
注意：在中斷程序中，所有的寄存器都必須保護(hù)，編譯器會(huì)自動(dòng)保護(hù)R4～R11

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ARM寄存器及功能介绍/R0-R15寄存器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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