[经验]

ARM寄存器的总结

2012-7-19 21:20:18

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ARM处理器共有37个寄存器：
1） 31个通用寄存器，包括程序计数器(PC)。这些寄存器都是32位的；
2）6个状态寄存器。这些寄存器也是32位的，但是只使用了其中的12位。

ARM通用寄存器通用寄存器（R0-R15）可分为三类：
不分组寄存器R0~R7；分组寄存器R8~R14；程序计数器PC。

1）不分组寄存器R0~R7 不分组寄存器R0~R7在所有处理器模式下，它们每一个都访问一样的32位寄存器。它们是真正的通用寄存器，没有体系结构所隐含的特殊用途。
2）分组寄存器R8~R14 分组寄存器R8～R14对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式。若要访问特定的物理寄存器而不依赖当前的处理器模式，则要使用规定的名字。寄存器R8~R12各有两组物理寄存器：一组为FIQ模式，另一组为除了FIQ以外的所有模式。寄存器R8~R12没有任何指定的特殊用途，只是在作快速中断处理时使用。寄存器R13，R14各对应6个分组的物理寄存器，1个用于用户模式和系统模式，其它5个分别用于5种异常模式。寄存器R13通常用做堆栈指针，称为SP；寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为LR。

3）程序计数器PC 寄存器R15用做程序计数器（PC）。 ARM程序状态寄存器在所有处理器模式下都可以访问当前的程序状态寄存器CPSR。CPSR包含条件码标志，中断禁止位，当前处理器模式以及其它状态和控制信息。每种异常模式都有一个程序状态保存寄存器SPSR。当异常出现时，SPSR用于保存CPSR的状态。

CPSR和SPSR的格式如表所示

CPSR和SPSR的格式 31 30 29 28 27 26~8 7 6 5 4 3 2 1 0
N Z C V Q DNM ( RAZ ) I F T M M M M M

1）条件码标志： N，Z，C，V大多数指令可以检测这些条件码标志以决定程序指令如何执行。
2）控制位：最低8位I，F，T和M位用做控制位。当异常出现时改变控制位。当处理器在特权模式下也可以由软件改变。中断禁止位：I置1则禁止IRQ中断；F置1则禁止FIQ中断。 T位：T=0指示ARM执行；T=1指示Thumb执行。在这些体系结构系统中，可自由地使用能在ARM和Thumb状态之间切换的指令。
模式位：M0，M1，M2，M3和M4（M[4:0]）是模式位，这些位决定处理器的工作模式，如表所示。

表ARM工作模式M[4:0] M[4:0] 模式可访问的寄-存器
0b10000 用户 PC,R14~R0,CPSR
0b10001 FIQ PC,R14_fiq~R8_fiq,R7~R0,CPSR,SPSR_fiq
0b10010 IRQ PC,R14_irq~R8_fiq,R12~R0,CPSR,SPSR_irq
0b10011 管理 PC,R14_svc~R8_svc,R12~R0,CPSR,SPSR_svc
0b10111 中止 PC,R14_abt~R8_abt,R12~R0,CPSR,SPSR_abt
0b11011 未定义 PC,R14_und~R8_und,R12~R0,CPSR,SPSR_und
0b11111 系统 PC,R14~R0,CPSR

3）其他位程序状态寄存器的其他位保留，用作以后的扩展。 ARM核工作在用户模式，R0~R15可用。存储器格式 ARM体系结构将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合。字节零到字节三放置第一个字（WORD），字节四到字节七存储第二个字，以此类推。 ARM体系结构可以用两种方法存储字数据，分别称为大端格式和小端格式。大端格式在这种格式中，字数据的高位字节存储在低地址中，而字数据的低位字节则存放在高地址中小端格式在这种格式中，字数据的高位字节存储在高地址中，而字数据的低位字节则存放在低地址中