ARM寄存器详解

  ARM A系列寄存器的情况

  这是寄存器的总表,下面是CPU的各个模式,上面的纵轴就是寄存器组。

  CPU在运行的时候为什么会有寄存器?

  想象CPU是一个圈一直在运转,然后寄存器里面有大量的指令,这些指令不知道从哪里来的,但是一般情况下我们的程序在计算我们的程序,我们的程序一般是放在内存里面的,它从内存里面把这些程序读进来之后,在运行,但是如果现在这个程序在运行时异常,那么就要进行CPU状态的切换,除了状态切换之外,当前的一些数据结果需要进行一个保存,但是如果要把这个结果存到内存去,内存并不稳定并且很慢,所以就要想办法能不能找到一个临时空间保存一下,这就是为什么会诞生寄存器。

  设置寄存器的原因就是为了更好的去控制和达到效率,ARM体系为了很好的去控制CPU,设定了哪些寄存器?

  User纵轴上的十三个寄存器称为通用寄存器,R13是一个比较特殊的寄存器,也叫做SP,就是占指针的寄存器,就是指向某一些占空间,R14LR,就是连接寄存器,它肯定是去连接某一个地方。R15PC,这是程序计数器,这是CPU在每一个空间切换的时候的计数器,最下面那个也就是APSR或者CPSRPSR就是程序状态寄存器,A代表应用程序状态寄存器,C代表当前程序状态寄存器。

  在往下就类似于R17,只不过它叫做SPSRS就是以保存程序代表寄存器或者我们也可以称为存储状态寄存器,通过这些我们大概把寄存器了解了。

  那么这上面分为通用的,那么下面就是特殊寄存器,从横向来看,我们可以看到在USR模式下面,这样寄存器挺全的,但是USR下面没有SPSR,就是没有存储状态的寄存器,然后FIQ快速中断模式下面面是共享R0R7,意思就是这些模式下的R0R7它们与USR模式下的R0R7是共享的,这样如果存储一些数据在R0R9下面,突然发生异常,切换到另一个模式,那么我们就应该要想办法把这个存取一下,因为另一个模式可能也要往这里面写东西,那么写之前就应该把USR模式下的先保留一下,到时候退出解决后在还原回来,所以我们要一个R0R7这块寄存器是共享的,同样FIQ后面几个模式的R8R12也是和USR共享的,只有FIQ是自己独有的,同样的我们在看到PC计数器也是共享的,还有SPSR也是共享的,但是SPSR每个状态都有自己独有的。

  APSR应用程序的一个寄存器,它只在USR下面叫做APSR,其他模式下面叫做当前程序存储寄存器。

  总结

  1R0-R12是通用寄存器,放通用数据然后每个寄存器都是32位的。

  2,各个模式的R0R12USR模式是共享的(除了FIQR8-R12),PCCPSR是共享的。

  3USR模式没有SPSR

  SP:栈指针,存储栈地址,比如有个CPU,然后还有个外部资源也就是内存,我们想象CPU在程序跳转的时候在运行是最核心的ALU单元,然后外部资源存储着程序A和程序B还有程序C,实际上在CPU在读程序A的时候,可能下面的时候会跳到程序B单元,这个时候它可能不知道地址在哪里,那么这个时候就存储在SP这个寄存器里面,SP这个寄存器表示后面将要执行的程序。

  LR:链接寄存器,存储于程序返回地址。这个链接寄存器主要用在函数A和函数BA正在运行时,突然要调用B,那么就引了一个分支了,然后这个函数B去运行,运行完之后还是要返回到最初然后继续往下走,那么这个时候返回值应该要有个记录,这就是链接寄存器。

  PC:程序计数器

  APSR/CPSR:应用程序状态寄存器/当前程序状态寄存器。

  SPSR:已存储程序状态寄存器。想象一个程序正在运行,这个程序当前状态正常,这个状态就先把它保存到CPS里面,这个时候突然发生异常,那么当前状态就应该变成异常,就把这个状态存到CPSR上面,但是异常处理完了之后,我们希望还是能够回到之前那个状态,但是这个时候当时的状态已经被清理掉了,这个时候我们就可以用SPSR把原来那个状态保存,这样当状态在发生改变的时候,要还原就可以去SPSR里面读取之前那个状态,这就是它们之间的关系,就类似有一个A的变量,给A这个变量赋了一个值,然后还赋了一个新值,但是又希望原来那个值要保存,所以有个变量B,然后把变量A赋给变量B

 

原文链接:http://www.maiziedu.com/wiki/arm/register/

posted @ 2017-09-20 15:33  小麦麦子  阅读(6331)  评论(0编辑  收藏  举报