ARM基础知识连载之一(转贴)

ARM处理器共有37个寄存器。其中包括：

**31个通用寄存器,包括程序计数器（PC）在内。这些寄存器都是32位寄存器。

**6个状态寄存器。这些寄存器都是32位寄存器。

ARM处理器共有7种不同的处理器模式,每一种模式中都有一组相应的寄存器组。在任何时刻,可见的寄存器包括15个通用寄存器（R0-R14）,一个或两个状态寄存器及程序计数器（PC）。在所有的寄存器中,有些是各模式公用一个物理寄存器,有一些寄存器各模式拥有自己独立的物理寄存器。

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通用寄存器

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通用寄存器分为以下三类：备份寄存器、未备份寄存器、程序计数器PC

未备份寄存器

未备份寄存器包括R0-R7。对于每一个未备份寄存器来说,所有处理器模式下都是使用同一个物理寄存器。未备份寄存器没有被系统用于特别的用途,任何可采用通用寄存器的场合都可以使用未备份寄存器。

备份寄存器

对于R8-R12备份寄存器来说,每个寄存器对应两个不同的物理寄存器。系统为将备份寄存器用于任何的特殊用途,但是当中断处理非常简单,仅仅使用R8-R14寄存器时,FIQ处理程序可以不必执行保存和恢复中断现场的指令,从而可以使中断处理非常迅速。

对于R13,R14备份寄存器来说,每个寄存器对应六个不同的物理寄存器,其中的一个是系统模式和用户模式共用的;另外的五个对应于其他的五种处理器模式。采用下面的记号来区分各个物理寄存器：

                 R13_

其中MODE可以是下面几种模式之一：usr,svc,abt,und,irq,fiq

程序计数器PC

可以作为一般的通用寄存器使用,但有一些指令在使用R15时有一些限制。由于ARM采用了流水线处理器机制,当正确读取了PC的值时,该值为当前指令地址值加上8个字节。也就是说,对于ARM指令集来说,PC指向当前指令的下两条指令的地址。由于ARM指令是字对齐的,PC值的第0位和第一位总为0。

需要注意的是,当使用str/stm保存R15时,保存的可能是当前指令地址值加8个字节,也可能保存的是当前指令地址值加12个字节。到底哪种方式取决于芯片的具体设计。对于用户来说,尽量避免使用STR/STM指令来保存R15的值。
当成功的向R15写入一个数值时,程序将跳转到该地址执行。由于ARM指令是字对齐的,写入R15的值应满足bits[1:0]为0b00,具体要求arm个版本有所不同：
**对于arm3以及更低的版本,写入R15的地址值bits[1:0]被忽略,即写入r15的地址值将与0xFFFF FFFC做与操作。
**对于ARM4以及更高的版本,程序必须保证写入R15的地址值bits[1:0]为0b00,否则将产生不可预知的后果。
对于Thumb指令集来说,指令是班子对齐的,处理器将忽略bit[0]。