2011软件水平考试嵌入式系统设计师辅导笔记(15)

　　(5)ARM处理器共有37个寄存器：31个通用寄存器和6个状态寄存器

　　A、通用寄存器包括R0~R15，可以分为3类：

　　a、未备份寄存器R0~R7：在所有的处理器模式下，未备份寄存器都是指向同一个物理寄存器。

　　b、备份寄存器R8~R14：

　　对于R8~R12来说，每个寄存器对于2个不同的物理寄存器，它们每次所访问的物理寄存器都

　　与当前的处理器运行模式有关。

　　对于R13、R14来说，每个寄存器对于6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式和系统模

　　式共用。

　　R13在ARM 指令种常用作堆栈指针。由于处理器的每种运行模式都有自己独立的物理寄存器

　　R13，所有在用户应用程序的初始化部分，一般要初始化每种模式下的R13，使其指向该运行

　　模式的栈空间。

　　R14又称为连接寄存器(LR)，在ARM 体系种具有下面两种特殊作用：在通过BL 或BLX 指

　　令调用子程序时，存放当前子程序的返回地址;在异常中断发生时，存放异常模式将要返回的

　　地址。

　　c、程序计数器R15(PC)。

　　由于ARM 采用了流水线机制，在三级流水线中，当正确读取了PC 的值时，该值为当前指令地址值加

　　8个字节。也就是说，PC 指向当前指令的下两条指令的地址。在ARM 指令状态下，PC 的0和1位是0，

　　在Thumb 指令状态下，PC 的0位是0。

　　B、程序状态寄存器

　　a、ARM 体系结构包含1个当前程序状态寄存器(CPSR)和5个备份的程序状态寄存器(SPSR)，使用

　　MSR 和MRS 指令来设置和读取这些寄存器。

　　b、当前程序状态寄存器CPSR：保存当前处理器状态的信息，可以在任何处理器模式下被访问。

　　c、备份程序状态寄存器SPSR：每一种异常处理器模式下都有一个专用的物理状态寄存器。当特定的

　　异常中断发生时，这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容，在异常中断程序退出时，可以

　　用SPSR 中保存的值来恢复CPSR。

　　d、由于用户模式和系统模式不属于异常模式，它们没有SPSR，当在这两种模式下访问SPSR 时，结

　　果是未知的。

　　(6)ARM指令的寻址方式

　　所谓寻址方式就是处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式。

　　A、立即寻址：操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。

　　ADD R0, R0, #1 ;R0􀀢R0+1

　　B、寄存器寻址：利用寄存器中的数值作为操作数。

　　ADD R0, R1, R2 ;R0􀀢R1+R2

　　C、寄存器间接寻址：以寄存器中的值作为操作数地址，而操作数本身存放在存储器中。

　　ADD R0, R1, [R2] ;R0􀀢R1+[R2]

　　LDR R0, [R1] ;R0􀀢[R1]

　　STR R0, [R1] ;[R1]􀀢R0

　　D、基址变址寻址：将寄存器(该寄存器一般称作基址寄存器)的内容与指令中给出的地址偏移量相

　　加，从而得到一个操作数的有效地址。

　　LDR R0, [R1, #4] ;R0􀀢[R1+4]

　　LDR R0, [R1, #4]! ;R0􀀢[R1+4] R1􀀢R1+4

　　LDR R0, [R1], #4 ;R0􀀢[R1] R1􀀢R1+4

　　LDR R0, [R1, R2]! ;R0􀀢[R1+R2]

　　E、多寄存器寻址：一条指令可以完成多个寄存器值的传送。

　　LDMIA R0, {R1, R2, R3} ;R1􀀢[R0] R2􀀢[R0+4] R3􀀢[R0+8]

　　F、相对寻址：以程序计数器PC 的当前值作为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，两者相加之

　　后得到操作数的有效地址。

　　BL NEXT ;跳转到子程序NEXT 处执行

　　……

　　NEXT

　　……

　　MOV PC, LR ;从子程序返回

　　G、堆栈寻址：支持4种类型的堆栈工作方式：

　　a、满递增堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生长。

　　b、满递减堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生长。

　　c、空递增堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生长。

　　d、空递减堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生长。

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