ARM指令集详解：处理器模式与寄存器

"该资源是关于ARM指令集的详细文档，由ARM University Program提供，版本V1.0。文档涵盖了ARM处理器的六种操作模式、37个32位寄存器以及它们在不同模式下的使用情况。" ARM指令集是ARM架构的基础，广泛应用于嵌入式系统和移动设备中。以下是对ARM指令集及其相关概念的详细说明： 1. **处理器模式**： - **用户模式（User）**：大多数任务在此模式下运行，非特权模式。 - **快速中断模式（FIQ）**：处理高优先级中断。 - **普通中断模式（IRQ）**：处理低优先级中断。 - **监督模式（Supervisor）**：复位时进入，执行软件中断指令也会切换至此模式。 - **异常模式（Abort）**：用于处理内存访问错误。 - **未定义模式（Undef）**：处理遇到的未定义指令。 - **系统模式（System）**：ARM架构版本4新增的模式，具有特权，但使用与用户模式相同的寄存器。 2. **寄存器布局**： - **程序计数器（PC）**：专用于存储下一条要执行的指令地址。 - **当前程序状态寄存器（CPSR）**：包含处理器状态信息，如条件码、中断禁止标志等。 - **保存程序状态寄存器（SPSR）**：有5个，用于在不同模式之间保存CPSR的内容。 - **通用目的寄存器（General Purpose Registers, GPRs）**：共有30个，用于一般计算任务。 3. **寄存器银行**： - 寄存器按模式组织成多个银行，不同的处理器模式可以访问特定的寄存器集合。例如，每个模式都可以访问r0到r12中的特定子集，还有一个特定的r13（堆栈指针）和r14（链接寄存器）。 4. **指令集特点**： - ARM指令集通常基于RISC（精简指令集计算）原理，强调高效和低功耗。 - 指令通常为固定长度（32位），简化了编译器和硬件设计。 - 支持多种寻址模式和运算类型，包括立即数、寄存器、偏移量等。 - 包含数据处理指令、分支指令、加载/存储指令、浮点运算指令（在某些ARM变体中）等。 了解这些基本概念对于理解和编写针对ARM处理器的代码至关重要，无论是底层驱动开发还是高级应用程序编程。在实际应用中，开发者需要根据处理器模式选择合适的寄存器并正确处理中断，同时利用高效的指令来优化代码性能。