ARM微處理器寄存器和處理器模式

• 寄存器 0 到寄存器 7 是通用寄存器并可以用做任何目的。不象 80x86 處理器那樣要求特定寄存器被用做棧訪問，或者象 6502 那樣把數(shù)學(xué)計(jì)算的結(jié)果放置到一個(gè)累加器中，ARM 處理器在寄存器使用上是高度靈活的。

• 寄存器 8 到 12 是通用寄存器，但是在切換到 FIQ 模式的時(shí)候，使用它們的影子(shadow)寄存器。

• 寄存器 13 典型的用做 OS 棧指針，但可被用做一個(gè)通用寄存器。這是一個(gè)操作系統(tǒng)問題，不是一個(gè)處理器問題，所以如果你不使用棧，只要你以后恢復(fù)它，你可以在你的代碼中自由的占用(corrupt)它。每個(gè)處理器模式都有這個(gè)寄存器的影子寄存器。

• 寄存器 14 專職持有返回點(diǎn)的地址以便于寫子例程。當(dāng)你執(zhí)行帶連接的分支的時(shí)候，把返回地址存儲(chǔ)到 R14 中。同樣在程序第一次運(yùn)行的時(shí)候，把退出地址保存在 R14 中。R14 的所有實(shí)例必須被保存到其他寄存器中(不是實(shí)際上有效)或一個(gè)棧中。這個(gè)寄存器在各個(gè)處理器模式下都有影子寄存器。一旦已經(jīng)保存了連接地址，這個(gè)寄存器就可以用做通用寄存器了。

• 寄存器 15 是程序計(jì)數(shù)器。它除了持有指示程序當(dāng)前使用的地址的二十六位數(shù)之外，還持有處理器的狀態(tài)。

為更清晰一些... 提供下列圖表:

User 模式  SVC 模式   IRQ 模式   FIQ 模式  APCSR0 ------- R0 ------- R0 ------- R0        a1R1 ------- R1 ------- R1 ------- R1        a2R2 ------- R2 ------- R2 ------- R2        a3R3 ------- R3 ------- R3 ------- R3        a4R4 ------- R4 ------- R4 ------- R4        v1R5 ------- R5 ------- R5 ------- R5        v2R6 ------- R6 ------- R6 ------- R6        v3R7 ------- R7 ------- R7 ------- R7        v4R8 ------- R8 ------- R8         R8_fiq    v5R9 ------- R9 ------- R9         R9_fiq    v6R10 ------ R10 ------ R10        R10_fiq   slR11 ------ R11 ------ R11        R11_fiq   fpR12 ------ R12 ------ R12        R12_fiq   ipR13        R13_svc    R13_irq    R13_fiq   spR14        R14_svc    R14_irq    R14_fiq   lr------------- R15 / PC -------------       pc 

程序計(jì)數(shù)器構(gòu)造如下:

位   31  30  29  28  27  26  25------------2  1  0N   Z   C   V   I   F    程 序 計(jì) 數(shù) 器  S1 S0

下面是你想知道的"模式"，比如上面提及的"FIQ"模式。

• 用戶模式，運(yùn)行應(yīng)用程序的普通模式。限制你的內(nèi)存訪問并且你不能直接讀取硬件設(shè)備。

• 超級(jí)用戶模式(SVC 模式)，主要用于 SWI(軟件中斷)和 OS(操作系統(tǒng))。這個(gè)模式有額外的特權(quán)，允許你進(jìn)一步控制計(jì)算機(jī)。例如，你必須進(jìn)入超級(jí)用戶模式來讀取一個(gè)插件(podule)。這不能在用戶模式下完成。

• 中斷模式(IRQ 模式)，用來處理發(fā)起中斷的外設(shè)。這個(gè)模式也是有特權(quán)的。導(dǎo)致 IRQ 的設(shè)備有鍵盤、 VSync (在發(fā)生屏幕刷新的時(shí)候)、IOC 定時(shí)器、串行口、硬盤、軟盤、等等...

• 快速中斷模式(FIQ 模式)，用來處理發(fā)起快速中斷的外設(shè)。這個(gè)模式是有特權(quán)的。導(dǎo)致 FIQ 的設(shè)備有處理數(shù)據(jù)的軟盤，串行端口(比如在 82C71x 機(jī)器上的 A5000) 和 Econet。