嵌入式ARM体系结构：Thumb状态下的寄存器详解

"本文主要介绍了在Thumb状态下的各种处理器模式中的寄存器使用情况，包括通用寄存器、堆栈指针SP、链接寄存器LR以及程序计数器PC和当前程序状态寄存器CPSR。在汇编语言中，R0到R7作为通用寄存器，在不同模式下对应相同的物理寄存器。堆栈指针SP在不同异常模式下有特定的分组版本，用于指向异常模式专用的堆栈。链接寄存器LR在ARM状态下对应R14，且在异常发生时会自动更新。程序计数器PC为R15，用于指示下一条要执行的指令地址。此外，还提到了ARM体系结构的特点，如RISC结构、大量的通用寄存器、简单的指令集以及ARM处理器的状态、模式、异常处理和存储系统。" 在嵌入式系统中，ARM处理器扮演着至关重要的角色，其Thumb状态下的寄存器配置对于理解和编写高效的嵌入式代码至关重要。通用寄存器R0至R7在所有处理器模式下都是未分组的，它们各自对应32位物理寄存器，可用于存储数据和中间计算结果。堆栈指针SP（R13）在不同异常模式下有不同的分组，确保每个模式有自己的堆栈空间，用于保存状态和返回地址。链接寄存器LR（R14）在异常发生时保存返回地址，使得程序在异常处理后能够恢复执行。程序计数器PC（R15）则始终指向即将执行的下一条指令。 ARM处理器状态和模式的切换是通过当前程序状态寄存器CPSR来控制的，CPSR中包含了条件标志位和其他控制位，这些位的设置会影响指令的执行和处理器的工作模式。在发生异常时，处理器会自动切换到ARM状态，如系统管理模式（System）、管理模式（Supervisor）、中止模式（Abort）、未定义指令模式（Undefined）、中断模式（IRQ）和快速中断模式（FIQ），每个模式都有其特定的寄存器配置和用途。 ARM架构以其RISC特性而闻名，如使用大量通用寄存器、简单的指令格式、高效的处理能力以及条件执行指令，这使其在嵌入式系统中广泛应用。ARM公司通过授权其设计给其他半导体厂商，使得市场上存在多种不同特性的ARM处理器，如ARM7、ARM9、ARM11和最新的Cortex系列，满足不同领域的需求。Cortex系列分为A、R、M三类，分别针对应用处理器、实时系统和微控制器市场。