【正文】 周立功單片機(jī) Thumb狀態(tài)寄存器在 Arm狀態(tài)寄存器上的映射 低寄存器 高寄存器 R1 R2 R3 R4 R5 T humb R6 R7 ( C PSR ) R1 R2 R3 R4 R5 A R M R6 R7 R8 ( C PSR ) R9 R10 R11 R12 R0 R0 狀態(tài) 狀態(tài)堆棧指針 (SP) 連接寄存器 (LR) 程序計(jì)數(shù)器 (PC) 當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器 堆棧指針 (R13) 連接寄存器 (R14) 程序計(jì)數(shù)器 (R15) 當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R1 R12 R0 堆棧指針 (R13) 連接寄存器 (R14) 程序計(jì)數(shù)器 (R15) 周立功單片機(jī) 內(nèi)部寄存器 ? 在 Thumb狀態(tài)中訪問高寄存器 在 Thumb狀態(tài)中，高寄存器（ R8～ 。 注意 ：在發(fā)生異常時(shí)，處理器自動進(jìn)入 ARM狀態(tài)。 注意 ：在發(fā)生異常時(shí)，處理器自動進(jìn)入 ARM狀態(tài)。 周立功單片機(jī) Thumb狀態(tài)下的堆棧指針寄存器（ SP） CPSR CPSR 狀態(tài)寄 存器 R15 PC R14_fiq R14_irq R14_und R14_abt R14_svc R14 LR R13_fiq R13_irq R13_und R13_abt R13_svc R13 SP R7 R7(v4,wr) R6 R6(v3) R5 R5(v2) R4 R4(v1) R3 R3(a4) R2 R2(a3) R1 R1(a2) R0 R0(a1) 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 快中斷 中斷 未定義 中止 管理 系統(tǒng) 用戶 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 寄存器在匯編中的名稱 寄存器類別 堆棧指針 SP對應(yīng) A M狀態(tài)的寄存器R13。對于任何處理器模式，它們中的每一個(gè)都對應(yīng)于相同的 32為物理寄存器。其中 ，但注意 a1～ a4，v1～ v4必須用小寫。 周立功單片機(jī) 內(nèi)部寄存器 ? Thumb狀態(tài)寄存器 Thumb狀態(tài)寄存器集是 ARM狀態(tài)集的子集，程序員可以直接訪問的寄存器為： ?8個(gè)通用寄存器 R0～ R7； ?程序計(jì)數(shù)器（ PC）； ?堆棧指針（ SP）； ?鏈接寄存器（ LR）； ?有條件訪問程序狀態(tài)寄存器（ CPSR）。每種異常都有自己的 SPSR，在因?yàn)楫惓Ｊ录M(jìn)入異常時(shí)它保存 CPSR的當(dāng)前值，異常退出時(shí)可通過它恢復(fù) CPSR。具體的規(guī)則取決于內(nèi)核結(jié)構(gòu)的版本： ?在 ARM結(jié)構(gòu) V3版及以下版本中，寫入 R15的值的最低兩位被忽略，因此跳轉(zhuǎn)地址由指令的實(shí)際目標(biāo)地址（寫入 R15的值）和 0xFFFFFFFC相與得到； ?在 ARM結(jié)構(gòu) V4版及以上版本中，寫入 R15的值的最低兩位為 0，如果不是，結(jié)果將不可預(yù)測。計(jì)算偏移量 周立功單片機(jī) 內(nèi)部寄存器 ? 寫 R15的限制 正常操作時(shí)，寫入 R15 的值被當(dāng)作一個(gè)指令地址，程序從這個(gè)地址處繼續(xù)執(zhí)行（相當(dāng)于執(zhí)行一次無條件跳轉(zhuǎn)）。保存 STR指令地址 +偏移量 LDR R0,[R0] 。 周立功單片機(jī) 內(nèi)部寄存器 ? 讀 R15的限制 計(jì)算偏移量程序代碼： SUB R1,PC,4 。偏移量是8還是 12取決于具體的 ARM芯片，但是對于一個(gè)確定的芯片，這個(gè)值是一個(gè)常量。 周立功單片機(jī) 0x4000 ADD PC, PC, 4 0x4004 … 0x4008 … 0x400C … 思考與練習(xí) ? 假設(shè) CPU正在運(yùn)行以下的程序，并正在執(zhí)0x4000處的指令（它的作用是將 PC值加 4后寫入PC）， 請問指令執(zhí)行后 PC值是什么？ 正被執(zhí)行 正被譯碼 PC指向 指令執(zhí)行結(jié)果 PC=PC+4 周立功單片機(jī) 內(nèi)部寄存器 ? 讀 R15的限制 當(dāng)使用 STR或 STM指令保存 R15時(shí)，會有一個(gè)例外。由于 ARM指令總是以字為單位，所以 R15寄存器的最低兩位總是為 0。如果 R15使用的方式超出了這些限制，那么結(jié)果將是不可預(yù)測的。 周立功單片機(jī) 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 程序計(jì)數(shù)器 R15（ PC） 寄存器 R15為 程序計(jì)數(shù)器 （ PC），它指向正在取指的地址。同時(shí)硬件將 “ BL Lable”指令的下一條指令所在地址存入 R14； B執(zhí)行最后，將 R14寄存器的內(nèi)容放入 PC，返回程序 A； 周立功單片機(jī) 內(nèi)部寄存器 ? R14寄存器與異常發(fā)生 異常發(fā)生時(shí)，程序要跳轉(zhuǎn)至異常服務(wù)程序，對返回地址的處理與子程序調(diào)用類似，都是由硬件完成的。 周立功單片機(jī) 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 鏈接寄存器 R14（ LR） R14為 鏈接寄存器 （ LR），在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)特殊功能： ?在每種模式下，模式自身的 R14版本用于保存子程序返回地址； ?當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，將 R14對應(yīng)的異常模式版本設(shè)臵為異常返回地址（有些異常有一個(gè)小的固定偏移量）。在 ARM指令集當(dāng)中，沒有以特殊方式使用 R13的指令或其它功能，只是習(xí)慣上都這樣使用。一組用于用戶和系統(tǒng)模式，其余 5組分別用于 5種異常模式。這樣在發(fā)生 FIQ中斷后，可以加速 FIQ的處理速度。它們所對應(yīng)的物理寄存器取決于當(dāng)前的處理器模式，幾乎所有允許使用通用寄存器的指令都允許使用分組寄存器 周立功單片機(jī) 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 一般的通用寄存器 fi fi i i 寄存器 R8～ R12有兩個(gè)分組的物理寄存器。 周立功單片機(jī) 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 一般的通用寄存器 fi ir t s fi fi i i 其中 R0～ R7為未分組的寄存器 ，也就是說對于任何處理器模式，這些寄存器都對應(yīng)于相同的 32位物理寄存器。 周立功單片機(jī) 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 一般的通用寄存器 fi ir t s fi fi i i 在匯編語言中寄存器 R0～ R13為保存數(shù)據(jù)或地址值的 通用寄存器 。 在不同的工作模式和處理器狀態(tài)下，程序員可以訪問的寄存器也不盡相同。操作系統(tǒng)在該模式下訪問用戶模式的寄存器就比較方便，而且操作系統(tǒng)的一些特權(quán)任務(wù)可以使用這個(gè)模式訪問一些受控的資源。 未定義 中止 (abt) 管理 (svc) 中斷 (irq) 快中斷 (fiq) 周立功單片機(jī) 處理器模式 ? 用戶和系統(tǒng)模式 處理器模式 說明 備注 用戶 (usr) 正常程序工作模式 不能直接切換到其它模式 特權(quán)模式 系統(tǒng) (sys) 用于支持操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù)等 與用