ARM 寄存器组成

R8R14、SPSR寄存器则被切换到各个模式下的私有寄存器组上，不同的模式下 可以访问相应的私有寄存器。表1显示了在每种模式下，哪些寄存器是有效的（阴寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模武实际访问的寄存餵：用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器 程序计数器.RO ( al)R0Rl ( a2)R1R2 ( a3T)-R2K3 Ca4)R3.K4 (vl)R4R5R5阳R7 卜4)R7；E8 t- v5)R8R8 fiqR9 (SB, v6 5.R9R10ElQjfiqRll(FF, v8)R11Rll fiqM2 (IP)、R12Rl.fiqR13 RipR13ycRlabtR13_.undRlQ_irqR13_fiqJtl4 (LR)：.R14R14 svcR14 abtR14 undR14 irqK15 (PC) “R15CPSR:CPSR状瑟寄存器SPSR去SPSR_svcSPSR_abtSPSR_undPSR_irq-SPSRjiq影部分的寄存器都是私有寄存器）。表1 ARM状态下的寄存器组织结构从表1中我们可以看出： R0R7、R15、CPSR寄存器组在任何模式下都是共用的，可访问的； R8R12寄存器组在快中断模式下（fiq）对应一套私有寄存器组R8_fiq R12_fiq,在其他模式下共用另一套寄存器组； R13、R14寄存器在用户（user）和系统（sys）模式下共用一套；其他模式 （管理（svc）、中止（abt）、未定义（und）、中断（irq）、快中断（fiq）模式）下都具有两个私有寄存器R13和R14。这就使得这些模式中的每一种模式都具有各自的堆栈寄存器指针R13和链接寄存器R14,分别用于堆栈处理和异常 退出； SPSR寄存器可用于保存CPSR的值，在用户和系统模式下不能访问，在其他 模式下都有私有的SPSR寄存器。表1中第二列列举了寄存器在汇编语言中的名称，其中括号中的内容是别称。下 面我们对这些寄存器的功能进行介绍。1、一般通用寄存器R0R12寄存器R0R12为保存数据或地址值的一般通用寄存器。其中寄存器R0R7为 未分组的寄存器，R8R12为分组寄存器。未分组的寄存器意味着对于任何处理器模式，他们中的每一个都对应于相同的 32位物理寄存器。他们是完全通用的寄存器，分组寄存器意味着同一个寄存器名对应多个物理寄存器，具体所对应的物理寄存 器取决于当前的处理器模式。参照表2-1,寄存器R8R12有两个分组物理寄存 器。一组用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式（R8R12），另一组用于FIQ 模式（R8_fiq R12_fiq）。、寄存器R8R12在ARM体系结构中没有特定的用途。不过对于那些只使用R8 R14来说就足够处理的简单的中断，FIQ所单独使用的这些寄存器可实现快速的 中断处理。2、堆栈指针 R13寄存器R13 （也称为堆栈指针或SP）有6个分组的物理寄存器，见表2-1。一个 用于用户和系统模式，其余5个分别用于5种异常模式。寄存器R13通常作为堆栈指针SP。在ARM指令集中，R13大都用在对各个模式下 的堆栈操作。每个异常模式都具备私有的R13寄存器，它通常指向由异常模式所 专用的堆栈。在入口处，通常将寄存器值保存到这个堆栈。在模式转换前将当前 寄存器的值保存到堆栈中，然后从将要切换的模式堆栈中将这些值从堆栈重装到 已切换的模式寄存器中，这种处理方法可确保异常发生时的程序状态不会被破坏。3、链接寄存器 R14寄存器R14 （也称为链接寄存器或LR）有6个分组的物理寄存器，见表2-1。一 个用于用户和系统模式，其余5个分别用于5种异常模式，对应的私有寄存器有 R14_svc，R14_irq，R14_fiq，R14_abt 和 R14_und。寄存器 R14 有三种用途： 当发生异常时，它被设置为该异常返回地址；在执行分支和链接（BL）指令时，它用于保存子程序的返回地址; 而在其他时候，可以作为一个通用寄存器来对待。4、程序计数器 R15寄存器R15 （也称为程序计数器或PC）总是用于特殊用途，它总是指向下一条要 读取指令的地址。你可以把R15当作通用寄存器使用，但使用时还有与指令有关 的限制或特殊情况。如果R15使用的方式超过了这些限制，那么指令将是不可预 测的。由于ARM7采用3级流水线结构，在ARM状态下，读取R15的值是当前执行指令 地址+ 8。ARM指令以字为单位，读取R15结果的bit 1:0总是为ObOO。对R15进行写时，如果这条写指令没有超过对R15使用的限制，那么写入R15 的正常结果值被当成一个指令地址，程序会从这个地址处继续执行（相当于执行 无条件跳转指令）。因为ARM指令以字为边界，所以写入R15值的bit 1:0通 常为ObOO。5、CPSR 和 SPSR所有模式共享一个程序状态寄存器CPSR。在异常模式中，程序状态保存寄存器 SPSR可以被访问，每种异常具有自己私有的SPSR。在进入异常时，它保存CPSR 的当前值；在异常退出时，可通过它（SPSR）恢复CPSR。