嵌入式01arm微處理器概述和編程模型(編輯修改稿)
2025-06-19 00:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)模式共用 其它 5個(gè)對應(yīng)于其他 5種模式 ? 采用以下的記號來區(qū)分不同的物理寄存器： ? R13_mode ? R14_mode ? mode為以下幾種之一： usr、 fiq、 irq、 svc、 abt、 und。 堆棧指針 — R13 ? R13在 ARM指令中常用作堆棧指針，但這只是一種習(xí)慣用法，用戶也可使用其他的寄存器作為堆棧指針。 ? 在 Thumb指令集中，某些指令強(qiáng)制性的要求使用 R13作為堆棧指針。 ? 由于處理器的每種運(yùn)行模式均有自己獨(dú)立的物理寄存器R13，在初始化部分，都要初始化每種模式下的 R13，這樣，當(dāng)程序的運(yùn)行進(jìn)入異常模式時(shí)，可以將需要保護(hù)的寄存器放入 R13所指向的堆棧，而當(dāng)程序從異常模式返回時(shí)，則從對應(yīng)的堆棧中恢復(fù)。 子程序鏈接寄存器 — R14 ? 當(dāng)執(zhí)行 BL子程序調(diào)用指令時(shí)， R14得到 R15（ PC）的備份。其他情況下， R14用作通用寄存器。 ? 當(dāng)異?；蛑袛喟l(fā)生時(shí)，相應(yīng)的分組寄存器 R14用于保存 PC的返回值。 BL SUB1 …… /* 將 R14存入堆棧 */ SUB1: STMFD SP!, {regs, LR} …… /* 完成子程序返回 */ LDMFD SP!,{regs, PC} 子程序鏈接寄存器 — R14 程序計(jì)數(shù)器 R15（ PC） ? ARM狀態(tài)下，位 [1:0]為 0，位 [31:2]用于保存 PC； ? Thumb狀態(tài)下，位 [0]為 0，位 [31:1]用于保存 PC； 程序狀態(tài)寄存器（ CPSR/SPSR） R16用作 CPSR(當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器 )，包含條件標(biāo)志位、中斷禁止位、當(dāng)前處理器模式標(biāo)志位。 每一種運(yùn)行模式下有 1個(gè)專用的 SPSR（備份程序狀態(tài)寄存器），異常發(fā)生時(shí)， SPSR用于保存 CPSR的值，從異常退出時(shí)由 SPSR來恢復(fù) CPSR。 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織 ? 直接訪問 8個(gè)通用寄存器（ R7～ R0）、程序計(jì)數(shù)器（ PC） 堆棧指針（ SP）、連接寄存器（ LR）和 CPSR。 ? 每種特權(quán)模式下都有 1組 SP、 LR和 SPSR。 ARM與 THUMB狀態(tài)寄存器關(guān)系 ? R0~R7獨(dú)立 ? CPSR和 SPSR獨(dú)立 ? SP、 LR和 PC相同 程序狀態(tài)寄存器 ARM體系結(jié)構(gòu)包含 1個(gè)當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器（ CPSR）和 5個(gè)備份程序狀態(tài)寄存器（ SPSR）。 ? 保存 ALU當(dāng)前操作的信息 ? 控制中斷的允許和禁止 ? 設(shè)置處理器的運(yùn)行模式 程序狀態(tài)寄存器 程序狀態(tài)寄存器的條件碼標(biāo)志 N、 Z、 C、 V均為條件碼標(biāo)志位，可被算術(shù)或邏輯運(yùn)算改變，并可用于測試來決定某條指令是否執(zhí)行。 ? 在 ARM狀態(tài)下，所有指令都是有條件執(zhí)行的。 ? 在 Thumb狀態(tài)下，分支指令是有條件執(zhí)行的。 影響標(biāo)志位的指令 標(biāo)志位 含 義 N 當(dāng)用兩個(gè)補(bǔ)碼表示的帶符號數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)， N=1 表示運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)數(shù) 。N=0 表示運(yùn)算的結(jié)果為正數(shù)或零 。 Z Z=1 表示運(yùn)算的結(jié)果為零 。Z=0表示運(yùn)算的結(jié)果為非零 。 C ─ 加法運(yùn)算（包括比較指令 CMN）：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生了進(jìn)位時(shí)（無符號數(shù)溢出）， C=1，否則 C=0。 ─ 減法運(yùn)算（包括比較指令 CMP）：當(dāng)運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生了借位（無符號數(shù)溢出）， C=0，否則 C=1。 ─ 對于包含移位操作的指令， C為移出值的最后 1位。 V ─ 對于加 /減法運(yùn)算指令，當(dāng)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果為二進(jìn)制的補(bǔ)碼表示的帶符號數(shù)時(shí)， V=1表示符號位溢出。 ─ 對于其他的非加 /減運(yùn)算指令， V的值通常不改變。 Q 在 ARM v5及以上版本的 E系列處理器中，用 Q標(biāo)志位指示增強(qiáng)的 DSP運(yùn)算指令是否發(fā)生了溢出。 程序狀態(tài)寄存器的控制位 狀態(tài)寄存器的低
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