2011軟件水平考試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師輔導(dǎo)筆記(15)

　　(5)ARM處理器共有37個(gè)寄存器：31個(gè)通用寄存器和6個(gè)狀態(tài)寄存器

　　A、通用寄存器包括R0~R15，可以分為3類：

　　a、未備份寄存器R0~R7：在所有的處理器模式下，未備份寄存器都是指向同一個(gè)物理寄存器。

　　b、備份寄存器R8~R14：

　　對(duì)于R8~R12來說，每個(gè)寄存器對(duì)于2個(gè)不同的物理寄存器，它們每次所訪問的物理寄存器都

　　與當(dāng)前的處理器運(yùn)行模式有關(guān)。

　　對(duì)于R13、R14來說，每個(gè)寄存器對(duì)于6個(gè)不同的物理寄存器，其中一個(gè)是用戶模式和系統(tǒng)模

　　式共用。

　　R13在ARM 指令種常用作堆棧指針。由于處理器的每種運(yùn)行模式都有自己獨(dú)立的物理寄存器

　　R13，所有在用戶應(yīng)用程序的初始化部分，一般要初始化每種模式下的R13，使其指向該運(yùn)行

　　模式的棧空間。

　　R14又稱為連接寄存器(LR)，在ARM 體系種具有下面兩種特殊作用：在通過BL 或BLX 指

　　令調(diào)用子程序時(shí)，存放當(dāng)前子程序的返回地址;在異常中斷發(fā)生時(shí)，存放異常模式將要返回的

　　地址。

　　c、程序計(jì)數(shù)器R15(PC)。

　　由于ARM 采用了流水線機(jī)制，在三級(jí)流水線中，當(dāng)正確讀取了PC 的值時(shí)，該值為當(dāng)前指令地址值加

　　8個(gè)字節(jié)。也就是說，PC 指向當(dāng)前指令的下兩條指令的地址。在ARM 指令狀態(tài)下，PC 的0和1位是0，

　　在Thumb 指令狀態(tài)下，PC 的0位是0。

　　B、程序狀態(tài)寄存器

　　a、ARM 體系結(jié)構(gòu)包含1個(gè)當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器(CPSR)和5個(gè)備份的程序狀態(tài)寄存器(SPSR)，使用

　　MSR 和MRS 指令來設(shè)置和讀取這些寄存器。

　　b、當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR：保存當(dāng)前處理器狀態(tài)的信息，可以在任何處理器模式下被訪問。

　　c、備份程序狀態(tài)寄存器SPSR：每一種異常處理器模式下都有一個(gè)專用的物理狀態(tài)寄存器。當(dāng)特定的

　　異常中斷發(fā)生時(shí)，這個(gè)寄存器用于存放當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，在異常中斷程序退出時(shí)，可以

　　用SPSR 中保存的值來恢復(fù)CPSR。

　　d、由于用戶模式和系統(tǒng)模式不屬于異常模式，它們沒有SPSR，當(dāng)在這兩種模式下訪問SPSR 時(shí)，結(jié)

　　果是未知的。

　　(6)ARM指令的尋址方式

　　所謂尋址方式就是處理器根據(jù)指令中給出的地址信息來尋找物理地址的方式。

　　A、立即尋址：操作數(shù)本身就在指令中給出，只要取出指令也就取到了操作數(shù)。

　　ADD R0, R0, #1 ;R0􀀢R0+1

　　B、寄存器尋址：利用寄存器中的數(shù)值作為操作數(shù)。

　　ADD R0, R1, R2 ;R0􀀢R1+R2

　　C、寄存器間接尋址：以寄存器中的值作為操作數(shù)地址，而操作數(shù)本身存放在存儲(chǔ)器中。

　　ADD R0, R1, [R2] ;R0􀀢R1+[R2]

　　LDR R0, [R1] ;R0􀀢[R1]

　　STR R0, [R1] ;[R1]􀀢R0

　　D、基址變址尋址：將寄存器(該寄存器一般稱作基址寄存器)的內(nèi)容與指令中給出的地址偏移量相

　　加，從而得到一個(gè)操作數(shù)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、多寄存器尋址：一條指令可以完成多個(gè)寄存器值的傳送。

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

　　F、相對(duì)尋址：以程序計(jì)數(shù)器PC 的當(dāng)前值作為基地址，指令中的地址標(biāo)號(hào)作為偏移量，兩者相加之

　　后得到操作數(shù)的有效地址。

　　BL NEXT ;跳轉(zhuǎn)到子程序NEXT 處執(zhí)行

　　……

　　NEXT

　　……

　　MOV PC, LR ;從子程序返回

　　G、堆棧尋址：支持4種類型的堆棧工作方式：

　　a、滿遞增堆棧：堆棧指針指向最后壓入的數(shù)據(jù)，且由低地址向高地址生長。

　　b、滿遞減堆棧：堆棧指針指向最后壓入的數(shù)據(jù)，且由高地址向低地址生長。

　　c、空遞增堆棧：堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置，且由低地址向高地址生長。

　　d、空遞減堆棧：堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置，且由高地址向低地址生長。

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