ARM基礎知識連載之一

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

**6個狀態寄存器。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。在任何時刻,可見的寄存器包括15個通用寄存器（R0-R14）,一個或兩個狀態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：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。對于每一個未備份寄存器來說,所有處理器模式下都是使用同一個物理寄存器。未備份寄存器沒有被系統用于特別的用途,任何可采用通用寄存器的場合都可以使用未備份寄存器。

備份寄存器

對于R8-R12備份寄存器來說,每個寄存器對應兩個不同的物理寄存器。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單,僅僅使用R8-R14寄存器時,FIQ處理程序可以不必執行保存和恢復中斷現場的指令,從而可以使中斷處理非常迅速。

對于R13,R14備份寄存器來說,每個寄存器對應六個不同的物理寄存器,其中的一個是系統模式和用戶模式共用的;另外的五個對應于其他的五種處理器模式。采用下面的記號來區分各個物理寄存器：

R13_

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時有一些限制。由于ARM采用了流水線處理器機制,當正確讀取了PC的值時,該值為當前指令地址值加上8個字節。也就是說,對于ARM指令集來說,PC指向當前指令的下兩條指令的地址。由于ARM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,保存的可能是當前指令地址值加8個字節,也可能保存的是當前指令地址值加12個字節。到底哪種方式取決于芯片的具體設計。對于用戶來說,盡量避免使用STR/STM指令來保存R15的值。
當成功的向R15寫入一個數值時,程序將跳轉到該地址執行。由于ARM指令是字對齊的,寫入R15的值應滿足bits[1:0]為0b00,具體要求arm個版本有所不同：
**對于arm3以及更低的版本,寫入R15的地址值bits[1:0]被忽略,即寫入r15的地址值將與0xFFFF FFFC做與操作。
**對于ARM4以及更高的版本,程序必須保證寫入R15的地址值bits[1:0]為0b00,否則將產生不可預知的后果。
對于Thumb指令集來說,指令是班子對齊的,處理器將忽略bit[0]。