ARM微处理器的Thumb状态链接寄存器RLR与编程模型解析

"这篇文档是关于ARM微处理器的概述和编程模型，主要集中在Thumb状态下的链接寄存器RLR（R14），并提到了ARM处理器的状态、存储器格式、处理器模式、寄存器组织以及异常处理。文档还涵盖了ARM公司及其技术授权模式，ARM处理器的特点、系列和不同系列的特性。" 在ARM微处理器中，Thumb状态下的链接寄存器RLR，通常称为R14，在不同的处理器模式下有不同的用途。在 Thumb 模式下，这是用于保存返回地址的关键寄存器，特别是在子程序调用中。当从子程序返回时，RLR 寄存器的值会被加载到程序计数器PC，从而恢复执行流程。值得注意的是，当发生异常时，处理器会自动切换到ARM状态，这时RLR寄存器的使用会有变化。 CPSR（Current Program Status Register）是状态寄存器，它包含了处理器的各种标志位和模式信息，如条件码、中断禁止位、处理器模式等。在不同的处理器模式下，CPSR可以映射到不同的特殊功能寄存器，例如在异常处理时会切换到对应的SPSR（Saved Program Status Register）。 处理器有多种工作状态，包括用户（User）、系统（System）、管理模式（Supervisor）、中断（IRQ）、快中断（FIQ）、未定义（Undefined）和中止（Abort）模式。在这些模式下，某些寄存器如R14会有特定的版本，如R14_fiq、R14_irq等，这些版本的寄存器分别用于在不同异常或中断处理时保存和恢复现场。 ARM处理器采用了RISC（Reduced Instruction Set Computer）架构，其特点包括小型化设计、低功耗、低成本且高性能。它支持16位的Thumb指令集和32位的ARM指令集，可以很好地兼容不同位宽的设备。此外，ARM处理器拥有大量的通用寄存器，提高了指令执行速度，大多数数据操作在寄存器内部完成，寻址方式简单高效，指令长度固定，优化了代码执行效率。 ARM公司不仅设计处理器，还通过技术授权模式与其他芯片制造商合作，创造出各种定制化的ARM芯片，如ARM7、ARM9、ARM11等系列，每个系列都有针对不同需求的性能指标，例如功耗、性能和体积。随着技术的发展，还包括了如Cortex系列的更新产品，进一步扩展了ARM处理器的应用范围。