ARM 關(guān)鍵幾個(gè)寄存器

圖中縮寫(xiě)如下：

R：Register；寄存器PC：Program Counter；程序計(jì)數(shù)器CPSR：Current Program Status Register；當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器SPSR：Saved Program Status Register；保存的程序狀態(tài)寄存器SP：Stack Pointer；數(shù)據(jù)棧指針LR：Link Register；連接寄存器SB：靜態(tài)基址寄存器SL：數(shù)據(jù)棧限制指針FP：幀指針I(yè)P：Intra-Procedure-call Scratch Register；內(nèi)部程序調(diào)用暫存寄存器

ARM共有37個(gè)寄存器，可以工作在7種不同的模式。以下根據(jù)上圖進(jìn)行分類(lèi)的說(shuō)明：

未分組寄存器r0-r7為所有模式共用，共8個(gè)。分組寄存器中r8-r12，快速中斷模式有自己的一組寄存器，其他模式共用，所以有10個(gè)。分組寄存器中r13，r14，除了用戶模式和系統(tǒng)模式共用外，其他模式各一組，所以共有2*7 - 2 = 12個(gè)。r15和CPSR共用，共2個(gè)；SPSR除了用戶模式和系統(tǒng)模式?jīng)]有外，其他模式各一個(gè)，共5個(gè)。

所以總數(shù)為8+10+12+2+5 = 37個(gè)。與此對(duì)應(yīng)的匯編名稱表明了它們通常的約定用法。

1. PC(程序計(jì)數(shù)器) = windows 中 EIP

解析:
處理器要執(zhí)行的程序（指令序列）都是以二進(jìn)制代碼序列方式預(yù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，處理器將這些代碼逐條
地取到處理器中再譯碼、執(zhí)行，以完成整個(gè)程序的執(zhí)行。為了保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，CPU必須具
有某些手段來(lái)確定下一條取指指令的地址.程序計(jì)數(shù)器（PC)正是起到這種作用，所以通常又稱之為‘指令計(jì)數(shù)器’
。CPU總是按照PC的指向?qū)χ噶钚蛄羞M(jìn)行取指、譯碼和執(zhí)行，也就是說(shuō)，最終是PC 決定了程序運(yùn)行流向。故而，程
序計(jì)數(shù)器（PC ）屬于特別功能寄存器范疇，不能自由地用于存儲(chǔ)其他運(yùn)算數(shù)據(jù).

在程序開(kāi)始執(zhí)行前，將程序指令序列的起始地址，即程序的第一條指令所在的內(nèi)存單元地址送入PC，CPU 按照 PC
的指示從內(nèi)存讀取第一條指令（取指）。當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，CPU自動(dòng)地修改PC 的內(nèi)容，即每執(zhí)行一條指令PC增加一個(gè)
量，這個(gè)量等于指令所含的字節(jié)數(shù)（指令字節(jié)數(shù)），使 PC總是指向下一條將要取指的指令地址。由于大多數(shù)指令都
是按順序來(lái)執(zhí)行的，所以修改PC 的過(guò)程通常只是簡(jiǎn)單的對(duì)PC 加“指令字節(jié)數(shù)”。
當(dāng)程序轉(zhuǎn)移時(shí)，轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行的最終結(jié)果就是要改變PC的值，此PC值就是轉(zhuǎn)去的目標(biāo)地址。處理器總是按照PC
指向取指、譯碼、執(zhí)行，以此實(shí)現(xiàn)了程序轉(zhuǎn)移。

2.堆棧指針寄存器 SP (寄存器 R13)

ARM處理器中通常將寄存器R13作為堆棧指針（SP）。ARM處理器針對(duì)不同的模式，共有 6 個(gè)堆棧指針（SP），其中
用戶模式和系統(tǒng)模式共用一個(gè)SP，每種異常模式都有各自專(zhuān)用的R13寄存器（SP）。它們通常指向各模式所對(duì)應(yīng)的專(zhuān)
用堆棧，也就是ARM處理器允許用戶程序有六個(gè)不同的堆棧空間,ARM處理器中的R13被用作SP。當(dāng)不使用堆棧時(shí)，
R13 也可以用做通用數(shù)據(jù)寄存器.

由于處理器的每種運(yùn)行模式均有自己獨(dú)立的物理寄存器R13，在用戶應(yīng)用程序的初始化部分，一般都要初始化每種模
式下的R13，使其指向該運(yùn)行模式的?？臻g。這樣，當(dāng)程序的運(yùn)行進(jìn)入異常模式時(shí)，可以將需要保護(hù)的寄存器放入R
13所指向的堆棧，而當(dāng)程序從異常模式返回時(shí)，則從對(duì)應(yīng)的堆棧中恢復(fù)，采用這種方式可以保證異常發(fā)生后程序的
正常執(zhí)行。

3.R14稱為子程序鏈接寄存器LR(Link Register)

當(dāng)執(zhí)行子程序調(diào)用指令(BL)時(shí),R14可得到R15(程序計(jì)數(shù)器PC)的備
份.在每一種運(yùn)行模式下，都可用R14保存子程序的返回地址，當(dāng)用BL或BLX指令調(diào)用子程序時(shí)，將PC的當(dāng)前值給
R14，執(zhí)行完子程序后，又將R14的值回PC，即可完成子程序的調(diào)用返回。以上的描述可用指令完成。
執(zhí)行以下任意一條指令：
MOV PC,LR
BX LR
在子程序入口處使用以下指令將R14存入堆棧：
STMFD SP！,{,LR}
對(duì)應(yīng)的，使用以下指令可以完成子程序返回：
LDMFD SP！,{,PC}
R14也可作為通用寄存器。

4. PSR 寄存器

條件碼標(biāo)志（Condition Code Flags）
N、Z、C、V均為條件碼標(biāo)志位。它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯運(yùn)算的結(jié)果所改變，并且可以決定某條指令是否
被執(zhí)行。
在ARM狀態(tài)下，絕大多數(shù)的指令都是有條件執(zhí)行的。
在Thumb狀態(tài)下，僅有分支指令是有條件執(zhí)行的。

N Negative 如果結(jié)果是負(fù)數(shù)則置位 當(dāng)用補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，N＝1表示運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)數(shù)；N＝0表示運(yùn)算的結(jié)果是正數(shù)或零。
Z Zero 如果結(jié)果是零則置位 Z＝1表示運(yùn)算的結(jié)果為零；Z＝0表示運(yùn)算的結(jié)果不為零。
C Carry 如果發(fā)生進(jìn)位則置位 有4種方法影響C的值：
l 加法運(yùn)算：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生了進(jìn)位時(shí)（無(wú)符號(hào)數(shù)溢出），C＝1,否則C＝0。
2 減法運(yùn)算（包括比較指令CMP）：當(dāng)運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生了借位（無(wú)符號(hào)數(shù)溢出）時(shí)，C＝0,否則C＝1。
3 對(duì)于包含移位操作的非加/減運(yùn)算指令，C為移出值的最后一位。
4 對(duì)于其他的非加/減運(yùn)算指令，C的值通常不改變。

V Overflow 如果發(fā)生溢出則置位 有2種方法設(shè)置V的值：
l 對(duì)于加/減法運(yùn)算指令，當(dāng)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果為二進(jìn)制的補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)時(shí)，V＝1表示符號(hào)位溢出。
2 對(duì)于其它的非加/減法運(yùn)算指令，V的值通常不改變。
I IRQ 中斷禁用
F FIQ 快速中斷禁用
T 工作狀態(tài)位,1為T(mén)humb;0為ARM