ARM中所有寄存器都是32位的。这里以cortex-a7内核的MX6ULL处理器为例,按照功能可以分为两类:运行需要寄存器(程序正常运行所需要的,比如变量暂存,pc制作等,总共43个),系统管理控制寄存器(存在于协处理器cp15的16个寄存器,用于mmu存储管理控制,cache控制,中断控制,浮点运算单元FPU等功能)。因此cortex-a7内核总的有59个寄存器。

1. 运行需要寄存器
ARM 处理器共有 9种不同的处理器运行模式:
用户模式(User),快速中断模式(FIQ),普通外部中断模式(IRQ),超级管理模式(Svc,裸机就是跑的这个模式,cpu复位也是这个模式),数据访问中止模式(Abort),未定义指令中止模式(Und),系统模式(Sys),监视模式(Mon),超级监视模式(Hyp)

当某个触发满足了,arm自动进入那个模式,比如外部中断来了,arm自动跳转进入IRQ_Handler向量地址,这时候就是自动进入了IRQ模式(在下面介绍的CPSR状态寄存器对应的位可以查询知道当前所处模式,确实改变了)。

除了用户模式,其它所有模式都是特权模式,如果跑了OS,大多数的程序都运行在用户模式,用户模式下是不能访问系统所有资源的,而且不能修改某些资源(比如程序状态寄存器CPSR只能被访问,不能被修改,而该寄存器低5位表示CPU运行模式状态,因此用户模式没法直接发生运行模式切换,保障了系统安全,比如用户模式不能直接开关某某中断),有些资源是受限的,要想访问这些资源,就必须发生模式切换,只能是通过借助异常(比如SWI软中断,将进入SVC模式)来完成模式切换,当要切换模式的时候,应用程序可以产生异常,在异常的处理过程中完成处理器模式切换。

任意一种模式都可以运行程序,因此每种模式,按原则来说会有自己的一组寄存器来实现代码运行,但是有些寄存器是共用的,有些是仅自己用的(从物理上的寄存器不同)。如下图所示(只画出了7种运行模式):

上面可以看出系统模式,用户模式,都是正常模式,完全共用寄存器组,而其它模式都属于异常模式。

总结一下,CortexA 内核运行所需寄存器组成如下:
①、34 个通用寄存器,包括 R15 程序计数器(PC),这些寄存器都是 32 位的。
②、8 个状态寄存器,包括 CPSR 和 SPSR。
③、Hyp 模式下独有一个 ELR_Hyp 寄存器。

注:Thumb 程序中(arm指令集的一个子集,大大的节省了系统的存储空间,不是一个完整的体系结构,不能指望处理器只执行thumb指令集而不支持arm指令集),通常只能使用 r4~r7 来保存局部变量。

r12:内部程序调用暂存寄存器,也成为ip寄存器,在子程序间的连接text段中常使用该规则。

r13:栈指针,也称为sp寄存器。SP寄存器是ARM中的栈指针寄存器,用于存储当前栈顶的地址。在程序执行过程中,栈是用来存储临时变量、函数调用返回地址等数据的重要数据结构,SP寄存器的值会随着栈的变化而变化。

r14:连接寄存器,也称为lr寄存器。LR寄存器是ARM中的链接寄存器,程序跳转(子程序调用,中断跳转)后,arm自动在该寄存器中存入原程序(未跳转)的下一条指令的地址,也叫函数调用返回地址。当一个函数被调用时,LR寄存器会存储调用该函数的下一条指令的地址,当函数执行完毕后,程序会跳转到LR寄存器中存储的地址继续执行。

r15:程序计数器,也称为pc寄存器。保存的是当前正在取指的指令的地址(arm采用2级流水线,因此是当前正在执行指令的地址+8)。PC寄存器是ARM中的程序计数器,用于存储下一条将要执行的指令的地址。在程序执行过程中,PC寄存器的值会不断变化,指向下一条将要执行的指令的地址。当程序执行完毕时,PC寄存器的值会指向程序的结束地址。

汇编程序中最常用的就是SP、LR及PC三个寄存器。

除了上述每种模式所需寄存器外,还有6状态寄存器,最主要的就是两个CPSR和SPSR,arm进入异常模式后,SPSR自动保存进入异常前的CPSR的值,以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。因此主要看CPSR中的位都是什么作用:

常用于MRS或MSR指令,用于spsr中的值转移到寄存器或把寄存器的内容加载到spsr中,如:

mrs r0, spsr                /* 读取spsr寄存器 */

msr spsr_cxsf, r0            /* 恢复spsr */

ARM 中SP,LR,PC寄存器的作用的更多相关文章

  1. 大脸猫讲逆向之ARM汇编中PC寄存器详解

    i春秋作家:v4ever 近日,在研究一些开源native层hook方案的实现方式,并据此对ARM汇编层中容易出问题的一些地方做了整理,以便后来人能有从中有所收获并应用于现实问题中.当然,文中许多介绍 ...

  2. JVM-运行时数据区之PC寄存器

    1.运行时数据区图 运行时数据区是在类加载完成后所经历的阶段,当我们通过前面的:类的加载 --> 验证 --> 准备 --> 解析 --> 初始化,这几个阶段完成后,执行引擎就 ...

  3. ARM 内核SP,LR,PC寄存器

    深入理解ARM的这三个寄存器,对编程以及操作系统的移植都有很大的裨益. 1.堆栈指针r13(SP):每一种异常模式都有其自己独立的r13,它通常指向异常模式所专用的堆栈,也就是说五种异常模式.非异常模 ...

  4. ARM中R0-R15寄存器的作用

    根据“ARM-thumb 过程调用标准”: 注意:在中断程序中,所有的寄存器都必须保护,编译器会自动保护R4-R11

  5. [zhuan]arm中的汇编指令

    http://blog.csdn.net/qqliyunpeng/article/details/45116615 一. 带点的(一般都是ARM GNU伪汇编指令)   1. ".text& ...

  6. ARM中的---汇编指令

    一. 带点的(一般都是ARM GNU伪汇编指令) 1. ".text".".data".".bss" 依次表示的是"以下是代码段& ...

  7. ARM汇编编程基础之一 —— 寄存器

    ARM的汇编编程,本质上就是针对CPU寄存器的编程,所以我们首先要弄清楚ARM有哪些寄存器?这些寄存器都是如何使用的? ARM寄存器分为2类,普通寄存器和状态寄存器 寄存器类别 寄存器在汇编中的名称 ...

  8. ARM中LDR伪指令与LDR加载指令

    ARM指令集中,LDR通常都是作加载指令的,但是它也可以作伪指令. LDR伪指令的形式是“LDR Rn,=expr”.下面举一个例子来说明它的用法. COUNT EQU       0x4000310 ...

  9. ARM的编程模式及寄存器

    根据朱老师的课程及下面博客整理 http://blog.chinaunix.net/uid-20443992-id-5700979.html ARM 采用的是32位架构 ARM 约定: Byte : ...

  10. ARM中C和汇编混合编程及示例(转)

    在嵌入式系统开发中,目前使用的主要编程语言是C和汇编,C++已经有相应的编译器,但是现在使用还是比较少的.在稍大规模的嵌入式软件中,例如含有OS,大部分的代码都是用C编写的,主要是因为C语言的结构比较 ...

随机推荐

  1. 函数传参中,形参类型为何使用const char*,而不是用char*

    1.当传递常量字符串给 char* 类型的形参时,C++ 编译器可能会发出警告,因为 char* 可以用于修改字符串内容.而使用 const char* 类型,则指示调用者不应该修改传入的字符串内容, ...

  2. JS - Array - 在数组的指定下标添加或替换元素 。 也可删除指定下标的元素

    一,首先介绍下 js Array对象 中的 splice 方法 . ( splice在英文中是剪接的意思 ) 1,定义和用法 splice() 方法用于插入.删除或替换数组的元素. 注意:这种方法会改 ...

  3. [转帖]聊聊redis的slowlog与latency monitor

    https://www.jianshu.com/p/95a9ce63ddb2 序 本文主要研究一下redis的slowlog与latency monitor slowlog redis在2.2.12版 ...

  4. 阿里云ECS自建K8S_IPV6重启后异常问题解决过程

    阿里云ECS自建K8S_IPV6重启后异常问题解决过程 背景 最近安装了一个单节点的K8S_IPV6 昨天不知道何故 突然宕机了. 然后只能在阿里云的控制台后台重启了ECS 启动之后看K8S的状态一开 ...

  5. [转帖]HikariCP常用监控指标与故障排查实战

    编者有言:本书由资深数据库连接池专家撰写,褚霸.德哥.张亮.吴晟等近10位专家高度评价,从设计思想.功能使用.原理实现.工程实践.技术扩展5个维度对HikariCP进行全面讲解和深入分析. 本文将带你 ...

  6. [转帖]是什么让 Redis“气急败坏”回击:13 年来,总有人想替 Redis 换套新架构

    https://www.infoq.cn/article/AlF5NIhHdskayl0MTyQG 回击就代表输了?! 今年年中,一位前谷歌.前亚马逊的工程师推出了他创作的开源内存数据缓存系统 Dra ...

  7. [转帖]Sysbench - 一种系统性能benchmark

    SysBench是一款开源的.跨平台的.模块化的.多线程的性能测试工具,通过高负载地运行在数据库上,可以执行CPU/内存/线程/IO/数据库等方面的性能测试.用于评估操作系统的性能参数. 1 sysb ...

  8. vue中父传子props的使用

    第一种 传递一个数组 props:["cont"] 第二种 传递一个对象 props:{ uploadOption:{ type:Object, 参数类型必须是一个对象 requi ...

  9. 介绍一个golang库:zstd

    zstd是facebook开源的一个C语言的压缩库. 从官方提供的压测数据看,它的压缩速度与众所周知的以快著称的snappy的压缩速度几乎持平,但是压缩率上比老牌的gzip还要高. 再看看zstd吊打 ...

  10. 基于.Net Core3.1 MVC + EF Core的项目(一)框架的初步搭建

    项目暂时分为六大块,结构如图所示 代码地址是  https://github.com/hudean/VacantCloud-   里面有许多没有完成,不过一些大致的内容都写的差不多了,权限认证依赖注入 ...