ARM汇编编程根底之一-寄存器

ARM的汇编编程，本质上便是针对ＣＰＵ寄存器的编程，所以咱们首先要弄清楚ARM有哪些寄存器？这些寄存器都是怎么运用的？

ARM寄存器分为2类，一般寄存器和状况寄存器

请看上表的第2列，一般寄存器一共16个，别离为R0-R15；状况寄存器共2个，别离为CPSR和SPSR

一般寄存器中特别要提出来的是R13、R14、R15。

R15别号PC（program counter），中文称为程序计数器，它的值是当时正在履行的指令在内存中的方位（不考虑流水线的影响，拜见流水线对PC值的影响一文），而当指令履行完毕后，CPU硬件会主动将PC的值加上一个单位，然后使得PC的值为下一条行将履行的指令在内存中的方位，这样CPU硬件就可以根据PC的值主动完结取指的操作。正是由于有PC的存在，以及CPU硬件会主动添加PC的值，并根据PC的值完结取指操作，才使得CPU一旦上电就永不停歇地工作，由此可见PC寄存器关于计算机的重要性。关于咱们进行汇编程序编写而言，PC寄存器亦是十分重要，由于当程序员经过汇编指令完结了对PC寄存器的赋值操作的时分，其实便是完结了一次无条件跳转，这一点非常重要，请必须要紧记。

R14别号LR（linked register），中文称为链接寄存器，它与子程序调用密切相关，用于寄存子程序的回来地址，它是ARM程序完结子程序调用的要害所在。下面咱们用C语言中对子程序调用的完结细节来阐明LR是怎么被运用的。

1 int main(void)
2 {
3int k, i = 1, j = 2;
4addsub(i, j);
5k = 3;
6 }

7 int addsub(int a, int b)
8 {
9int c;
10c = a + b;
11return c;
12 }

关于上面的程序，编译器会将第4行编译为指令：BL addsub，将第11行编译为指令：MOV pc, lr。（关于ＢＬ和ＭＯＶ指令详见“根本寻址形式与根本指令”）

在这儿，要害指令BL addsub会完结2件工作：１、将子程序的回来地址（也便是第５行代码在内存中的方位）保存到寄存器LR中；２、跳转到子程序addsub的第１条指令处。这样就完结了子程序的调用。而指令MOV pc, lr则将保存在lr中的回来地址赋给pc，这样就完结了从子程序的回来。由此可见，lr是用于寄存子程序的回来地址的。

别的一个要引起留意的问题是，假如子程序又调用了孙子程序，那么根据前面的剖析，在调用孙子程序时，lr寄存器中的值将从子程序的回来地址变为孙子程序的回来地址，这将导致从孙子程序回来子程序没有问题，但从子程序回来父程序则会犯错。那么这个问题怎么处理呢？其实，假如咱们编写的是Ｃ程序，那么咱们一点也不必忧虑，由于编译器会为咱们考虑全部，针对这个问题，编译器会在孙子程序的入口处添参加栈操作将ｌｒ的值入栈，然后在孙子程序的回来处添加出栈操作，将ｌｒ的值康复，然后处理这个难题。不过咱们必定要坚持脑筋的清醒，由于你要知道，咱们现在是在编写汇编子程序，此刻编译器现已不能在这方面给咱们供给保证，所以当你在编写汇编子程序的时分，发现该子程序还要再调用孙子程序，那么请你必须记住，必定要在子程序的入口处保存lr寄存器的值。

好了，现在轮到寄存器Ｒ13了，Ｒ13又叫SP（stack pointer），中文称号栈指针寄存器。望文生义，它是用于寄存仓库的栈顶地址的。也便是说，每次当咱们进行出栈和入栈的时分，都将根据该寄存器的值来决议拜访内存的方位（即：收支栈的内存方位），一起在出栈和入栈操作完结后，SP寄存器的值也应该相应添加或削减。这儿要特别阐明的是，其实在３２位的ＡＲＭ指令会集没有专门的入栈指令和出栈指令，所以并不是必定要用ＳＰ来作为栈指针寄存器，除了ＰＣ外，任何一般寄存器均可作为栈指针寄存器，只不过，约定俗成都运用ＳＰ算了。咱们将在“其它寻址形式与其它指令”一文中见到ＡＲＭ中运用ＳＰ作为栈指针寄存器的收支栈指令。

寄存器Ｒ０－Ｒ１２是一般的数据寄存器，可用于任何地方。在不触及ＡＴＰＣＳ规矩（在“ATPCS与混合编程”一文中具体介绍）的状况下，他们并没有什么特别的用法。

状况寄存器ＣＰＳＲ（current program status register），中文称号：当时程序状况寄存器，望文生义它是用于保存程序的当时状况的。那么，程序的哪些状况是需求保存的呢？

上图是ＣＰＳＲ寄存器的内容，主要由以下部分组成：

１、条件代码标志位。它们是ＡＲＭ指令条件履行的根据。

Ｎ：运算成果的最高位反映在该标志位。关于有符号二进制补码，成果为负数时N=1，成果为正数或零时N=0；

Ｚ：指令成果为0时Z=1（一般表明比较成果“持平”），不然Z=0；

C：当进行加法运算(包含CMN指令)，而且最高位产生进位时C=1，不然C=0。当进行减法运算(包含CMP 指令)，而且最高位产生借位时C=0，不然C=1。关于结合移位操作的非加法/减法指令，C为从最高位最终移出的值，其它指令C一般不变

V：当进行加法/减法运算，而且产生有符号溢出时V=1，不然V=0，其它指令V一般不变

２、操控位。它们将操控ＣＰＵ是否呼应间断。

Ｉ：间断制止位，当I方位位时，IRQ间断被制止

Ｆ：快间断制止位，当F方位位时，FIQ间断被制止

T：反映了ＣＰＵ当时的状况。当T方位位时，处理器正在Thumb状况下运转；当T位清零时，处理器正在ARM状况下运转

３、形式位

包含M4、M3、M2、M1和M0，这些位决议了处理器的形式（关于处理器形式详见“ARM处理器形式与反常开始”一文）。

一共有７种形式：用户、快间断、间断、办理、间断、未界说、体系，别离会用于不同的状况和反常。由此可见，不是一切形式位的组合都界说了有用的处理器形式，假如运用了过错的设置，将引起一个无法康复的过错。

SPSR（saved program status register），中文称号：保存的程序状况寄存器

该寄存器的结构与CPSR彻底相同，在反常产生时（关于反常，请拜见“ARM处理器形式与反常开始”一文），由硬件主动将反常产生前的CPSR的值寄存到SPSR中，以便将来在反常处理完毕后，程序能康复本来CPSR的值。