ARM基礎知識連載（1）

ARM處理器共有37個(gè)寄存器。其中包括：

**31個(gè)通用寄存器，包括程序計數器（PC）在內。這些寄存器都是32位寄存器。

**6個(gè)狀態(tài)寄存器。這些寄存器都是32位寄存器。

ARM處理器共有7種不同的處理器模式，每一種模式中都有一組相應的寄存器組。在任何時(shí)刻，可見(jiàn)的寄存器包括15個(gè)通用寄存器（R0-R14）,一個(gè)或兩個(gè)狀態(tài)寄存器及程序計數器（PC）。在所有的寄存器中，有些是各模式公用一個(gè)物理寄存器，有一些寄存器各模式擁有自己獨立的物理寄存器。

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通用寄存器

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通用寄存器分為以下三類(lèi)：備份寄存器、未備份寄存器、程序計數器PC

未備份寄存器

未備份寄存器包括R0-R7。對于每一個(gè)未備份寄存器來(lái)說(shuō)，所有處理器模式下都是使用同一個(gè)物理寄存器。未備份寄存器沒(méi)有被系統用于特別的用途，任何可采用通用寄存器的場(chǎng)合都可以使用未備份寄存器。

備份寄存器

對于R8-R12備份寄存器來(lái)說(shuō)，每個(gè)寄存器對應兩個(gè)不同的物理寄存器。系統為將備份寄存器用于任何的特殊用途，但是當中斷處理非常簡(jiǎn)單，僅僅使用R8-R14寄存器時(shí)，FIQ處理程序可以不必執行保存和恢復中斷現場(chǎng)的指令，從而可以使中斷處理非常迅速。

對于R13,R14備份寄存器來(lái)說(shuō)，每個(gè)寄存器對應六個(gè)不同的物理寄存器，其中的一個(gè)是系統模式和用戶(hù)模式共用的；另外的五個(gè)對應于其他的五種處理器模式。采用下面的記號來(lái)區分各個(gè)物理寄存器：

                 R13_<MODE>

其中MODE可以是下面幾種模式之一：usr,svc,abt,und,irq,fiq

程序計數器PC

可以作為一般的通用寄存器使用，但有一些指令在使用R15時(shí)有一些限制。由于ARM采用了流水線(xiàn)處理器機制，當正確讀取了PC的值時(shí)，該值為當前指令地址值加上8個(gè)字節。也就是說(shuō)，對于A(yíng)RM指令集來(lái)說(shuō)，PC指向當前指令的下兩條指令的地址。由于A(yíng)RM指令是字對齊的，PC值的第0位和第一位總為0。

需要注意的是，當使用str/stm保存R15時(shí)，保存的可能是當前指令地址值加8個(gè)字節，也可能保存的是當前指令地址值加12個(gè)字節。到底哪種方式取決于芯片的具體設計。對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，盡量避免使用STR/STM指令來(lái)保存R15的值。
當成功的向R15寫(xiě)入一個(gè)數值時(shí)，程序將跳轉到該地址執行。由于A(yíng)RM指令是字對齊的，寫(xiě)入R15的值應滿(mǎn)足bits[1:0]為0b00，具體要求arm個(gè)版本有所不同：
**對于arm3以及更低的版本，寫(xiě)入R15的地址值bits[1:0]被忽略，即寫(xiě)入r15的地址值將與0xFFFF FFFC做與操作。
**對于A(yíng)RM4以及更高的版本，程序必須保證寫(xiě)入R15的地址值bits[1:0]為0b00，否則將產(chǎn)生不可預知的后果。
對于Thumb指令集來(lái)說(shuō)，指令是班子對齊的，處理器將忽略bit[0]。