ARM寄存器介绍

ARM处理器模式
用户模式(User)：ARM处理器正常的程序执行状态
快速中断模式(FIQ)：用于高速数据传输或通道处理
外部中断模式(IRQ)：用于通用的中断处理
管理模式(Supervisor)：操作系统使用的保护模式
数据访问终止模式(Abort)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护
系统模式(System):：运行具有特权的操作系统任务
未定义指令中止模式(Undifined):：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真

ARM寄存器
ARM共有37个32位寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态寄存器。这些寄存器都是32位的。
这些寄存器不能被同时访问，但在任何时候，通用寄存器R0~R14，程序计数器PC，一个或两个状态寄存器都是可访问的。
通用寄存器
通用寄存器包括R0~R15,可以分为3类：
(1)未分组寄存器R0~R7
(2)分组寄存器R8~R14
(3)程序计数器PC(R15)

1.未分组寄存器R0~R7
在所有运行模式下，未分组寄存器都指向同一个物理寄存器，它们未被系统用作特殊的用途。
因此，在中断或异常处理进行运行模式转换时，由于不同的处理器运行模式均使用相同的物理寄存器，所以可能造成寄存器中数据的破坏。
2.分组寄存器R8~R14
对于分组寄存器，它们每一次所访问的物理寄存器，都与当前处理器的运行模式有关。
对于R8~R12来说，每个寄存器对应2个不同的物理寄存器，当使用FIQ(快速中断模式)时，访问寄存器R8_fiq~R12_fiq；当使用除FIQ模式以外的其他模式时，访问寄存器R8_usr~R12_usr。
对于R13,R14来说，每个寄存器对应6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式与系统模式共用，另外5个物理寄存器对应其他5种不同的运行模式，并采用以下记号来区分不同的物理寄存器：R13_mode、R14_mode，其中mode可为：usr，fiq，irq，svc，abt，und。
寄存器R13在ARM指令中常用作堆栈指针（SP：Stack Point），用户也可使用其他的寄存器作为堆栈指针，而在Thumb指令集中，某些指令强制性的要求使用R13作为堆栈指针。

由于处理器的每种运行模式均有自，己独立的物理寄存器R13，在用户应用程序的初始化部分，一般都要初始化每种模式下的R13，使其指向该运行模式的栈空间。这样，当程序的运行进入异常模式时，可以将需要保护的寄存器放入R13所指向的堆栈，而当程序从异常模式返回时，则从对应的堆栈中恢复，采用这种方式可以保证异常发生后程序的正常执行。
寄存器R14称为链接寄存器（LR：Link Register），当执行子程序调用指令（BL）时，R14可得到R15（程序计数器PC）的备份。

在每一种运行模式下，都可用R14保存子程序的返回地址，当用BL或BLX指令调用子程序时，将PC的当前值复制给R14，执行完子程序后，又将R14的值复制回PC，即可完成子程序的调用返回。以上的描述可用指令完成。
执行以下任意一条指令：
MOV PC, LR
BX LR
在子程序入口处使用以下指令将R14存入堆栈：
STMFD SP!,{xxx,LR}
对应的，使用以下指令可以完成子程序返回：
LDMFD SP!,{xxx,PC}
R14也可作为通用寄存器。
3,程序计数器PC(R15)
寄存器R15用作程序计数器（PC：Program Counter）。ARM状态下，位[1:0]为0,位[31:2]用于保存PC；Thumb状态下，位[0]为0，位[31:1]用于保存PC。
由于ARM体系结构采用了多级流水线技术，对于ARM指令集而言，PC总是指向当前指令的下两条指令的地址，即PC的值为当前指令的地址值加8个字节。
程序状态寄存器

4，寄存器R16
寄存器R16用作CPSR（CurrentProgram Status Register，当前程序状态寄存器），CPSR可在任何运行模式下被访问，它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。
每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR（Saved Program Status Register，备份的程序状态寄存器），当异常发生时，SPSR用于保存CPSR的当前值，从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR。
由于用户模式和系统模式不属于异常模式，它们没有SPSR，当在这两种模式下访问SPSR，结果是未知的

1).条件码标志(condition code flags)
N，Z，C，V均为条件码标志位，它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变，并且可以决定某条指令是否被执行。
在ARM状态下,绝大多数的指令都是有条件执行的,在Thumb状态下,仅有分支指令是有条件执行的.
N(Negative)：当用两个补码表示的带符号数进行运行时，N=1表示运行结果为负，N=0表示运行结果为正或零
Z(Zero)：Z=1表示运算结果为零，Z=0表示运行结果非零
C(Come)：加法运算，当运算结果产生了进位时C=1，否则C=0；减法运算，当运算产生了借位，C=0否则C=1
对于包含移位操作的非加/减运算指令，C为移出值的最后一位；对于其他的非加/减运算指令C的值通常不改变
V(oVerflow)对于加/减法运算指令，V=1表示符号位溢出；对于其他的非加/减运算指令V的值通常不改变
2).控制位
PSR的低8位(包括I，F，T和M[4:0])称为控制位，当发生异常时这些位可以被改变，如果处理器运行特权模式，这些位也可以由程序修改。
(1)中断禁止位I，F
I（Interrupt）=1，禁止IRQ中断
F（Fast Interrupt）=1，禁止FIQ中断
Thumb状态下程序可以直接访问8个通用寄存器(R0~R7)，程序计数器(PC)，堆栈指针(SP)，链接寄存器(LP)和CPSR，同时在每一种特权模式下都有一组SP，LR和SPSR。

ARM指令导址方式
1.立即寻址(立即数寻址)
ADD R0,R0,#1 //R0<-R0+1
ADD R0,R0,#0x31 //R0<-R0+0x3f
立即数以"#"为前缀,对于以十六进制表示的立即数,还要求在"#"后加上"0x"前缀
2.寄存器寻址
ADD R0,R1,R2 //R0<-R1+R2
3.寄存器间接寻址
ADD R0,R1,[R2] //R0<-R1+[R2]
LDR R0,[R1]<wbr><wbr><wbr><wbr>//R0&lt;-[R1]<br> STR R0,[R1] //[R1]&lt;-R0<br> 4.基址变址寻址<br> LDR R0,[R1,#4] //R0&lt;-[R1+4]<br> LDR R0,[R1,#4]! //R0&lt;-[R1+4],R1&lt;-R1+4<br> LDR R0,[R1,R2] //R0&lt;-[R1+R2]<br> 5.多寄存器寻址<br> LDMIA R0,[R1,R2,R3,R4] //R1&lt;-[R0],R2&lt;-[R0+4],R3&lt;-[R0+8],R4&lt;-[R0+12]<br> 6.相对寻址<br> BL NEXT //跳转到子程序NEXT处执行<br> ......<br> NEXT<br> ....<br> MOV PC,LR //从子程序返回</wbr></wbr></wbr></wbr>

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_491f02870100hxna.html