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ARM寄存器简介

时间:11-20 来源:互联网 点击:

假设R0指向可用的一个内存字,下面代码可以在R0指向的内存字中返回该芯片所采用的地址偏移量。

SUB R1, PC, #4 ;R1中存放下面STR指令的地址

STR PC, [R0] ;将PC=STR地址+offset保存到R0中

LDR R0, [R0] ;

SUB R0, R0, R1 ;offset=PC-STR地址

2.程序状态寄存器
CPSR(当前程序状态寄存器)可以在任何处理器模式下被访问。每一种模式下都有一个专用的物理状态寄存器,称为SPSR(备份程序状态寄存器)。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。在异常退出时,可以用 SPSR中保存的值来恢复CPSR。CPSR的具体格式如下。

31

30

29

28

27

26

7

6

5

4

3

21

0

N

Z

C

V

Q

DNMLRAZ

I

F

I

M4

M3

M

M0

1)条件标志位

N(Negative)、Z(Zero)、C(Carry)及V(oVerflow)统称为条件标志位。大部分的ARM指令可以依据CPSR中的这些标志位来选择性地执行。各条件标志位的具体含义,如表1-4所示。

CPSR标志位含义

标志位

N

本位设置成当前指令运算结果的bit[31]的值

当两个补码表示的有符号整数运算时,N=1表示运算的结果为负数,N=0 表示结果为正数或零

Z

Z=1表示运算结果是0,Z=0表示运算结果不是零

对于CMP指令,Z=1表示进行比较的两个数大小相等

C

在加法指令中(包括比较指令CMN),结果产生进位了,则C=1,表示无符号数运算发生上溢出,其他情况下C=0

在减法指令中(包括比较指令CMP),结果产生借位了,则C=0,表示无符号数运算发生下溢出,其他情况下C=1

对于包含移位操作的非加/减法运算指令,C中包含最后一次被溢出的位的数值,对于其他非加/减法运算指令,C位的值通常不受影响

V

对于加/减法运算指令,当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时,V=1表示符号位溢出

其他的指令通常不影响V位

2)Q标志位

在ARM v5的E系列处理器中,CPSR的bit[27]称为Q标志位,主要用于指示增强的DSP指令是否发生了溢出,同样的,SPSR的bit[27]也称为Q标志位,用于在异常中断发生时保存和恢复CPSR中的Q标志位。

3)CPSR中的控制位

CPSR的低8位I、F、T及M[4:0]统称为控制位,当异常中断发生时这些位发生变化。在特权级的处理器模式下,软件可以修改这些控制位。

① I中断禁止位

当I=1时禁止IRQ中断。

当F=1时禁止FIQ中断。

通常一旦进入中断服务程序可以通过置位I和F来禁止中断,但是在本中断服务程序退出前必须恢复原来I、F位的值。

② T控制位,用来控制指令执行的状态,即说明本指令是ARM指令还是Thumb指令。对于不同版本的ARM处理器,T控制位的含义是有些不同的。

对于ARM v3及更低的版本和ARM v4的非T系列版本的处理器,没有ARM和Thumb指令的切换,所以T始终为0。

对于ARM v4及更高版本的T系列处理器,T控制位含义如下。

当T=0,表示执行ARM指令。

当T=1,表示执行Thumb指令。

对于ARM v5及更高的版本的非T系列处理器,T控制位的含义如下。

当T=0表示执行ARM指令。

当T=1表示强制下一条执行的指令产生为定义指令中断。

③ M 控制位

控制位M[4:0]称为处理器模式标识位,具体说明如表1-5所示。

表CPSR 处理器模式位

M[4:0]

处理器模式

可访问的寄存器

0b10000

User

PC,R14~R0,CPSR

0b10001

FIQ

PC,R14_fiq~R8_fiq,R7~R0,CPSR,SPSR_fiq

0b10010

IRQ

PC,R14_irq~R13_irq,R12~R0,CPSR,SPSR_irq

0b10011

Supervisor

PC,R14_svc~R13_svc,R12~R0,CPSR,SPSR_svc

0b10111

Abort

PC,R14_abt~R13_abt,R12~R0,CPSR,SPSR_abt

0b11011

Undefined

PC,R14_und~R13_und,R12~R0,CPSR,SPSR_und

0b11111

System

PC,R14~R0,CPSR(ARM v4及更高版本)

④CPSR的其他位用于将来ARM版本的扩展,程序可以先不操作这些位。


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