ARM汇编指令详解：处理器模式与寄存器

"该资源是关于ARM架构的汇编指令技术文档，主要涵盖了ARM处理器的六种操作模式、37个32位通用寄存器的详细信息，以及寄存器在不同模式下的访问规则。" 正文: 在深入探讨ARM汇编指令之前，我们首先需要了解ARM处理器的基本结构和工作模式。ARM（Advanced RISC Machines）是一种广泛应用于移动设备、嵌入式系统以及服务器等领域的精简指令集计算机（RISC）架构。ARM处理器拥有多种工作模式，以适应不同的任务需求和异常处理。 1. **处理器模式**: - **用户模式(User)**: 大多数任务在此模式下运行，是最基本且权限最低的模式。 - **快速中断模式(FIQ)**: 当高优先级中断发生时，处理器进入此模式。 - **普通中断模式(IRQ)**: 当低优先级中断发生时，处理器进入此模式。 - **监督模式(Supervisor)**: 重置启动时以及执行软件中断指令时进入此模式。 - **异常模式(Abort)**: 用于处理内存访问违规。 - **未定义指令模式(Undef)**: 处理器遇到未定义指令时进入此模式。 - **系统模式(System)**: ARM架构版本4新增，是一种特权模式，使用与用户模式相同的寄存器。 2. **寄存器布局**: - ARM处理器总共有37个32位寄存器，这些寄存器对于高效执行指令至关重要。 - 1个专用程序计数器（PC）: 用于存储当前执行指令的地址。 - 1个专用当前程序状态寄存器（CPSR）: 包含处理器的状态信息，如标志位、中断禁止位等。 - 5个专用保存程序状态寄存器（SPSRs）: 用于保存在中断或异常发生时的CPSR状态。 - 30个通用目的寄存器（R0-R30）: 可以根据需要存储各种数据。 这些寄存器被组织成多个银行，不同模式可以访问不同的寄存器集合。例如，每个模式都可以访问特定的R0到R12寄存器，以及特定的R13（堆栈指针）、R14（链接寄存器LR）和R15（程序计数器PC）。 3. **ARM汇编指令**: ARM汇编指令集是基于32位指令的，它包含数据处理指令、分支指令、加载/存储指令、浮点运算指令等多种类型。这些指令允许程序员直接操作寄存器和内存，实现系统的低级别控制。 - **数据处理指令**: 包括算术运算、逻辑运算、位域操作等，如ADD、SUB、AND、ORR等，它们可以对寄存器中的数据进行操作。 - **分支指令**: 用于改变程序执行流程，例如B（无条件跳转）、BL（带返回地址的跳转）等。 - **加载/存储指令**: LDR（Load Register）和STR（Store Register）用于从内存加载数据到寄存器，或从寄存器存储数据到内存。 - **浮点运算指令**: 在支持浮点运算的CPU中，如VFP（Vector Floating Point）单元，提供如加减乘除、平方根等浮点运算。 学习和理解ARM汇编指令对于嵌入式开发、系统级编程以及优化性能至关重要的任务非常有帮助。通过熟练掌握这些指令，开发者可以直接操控硬件，实现高效的代码执行。此外，对于调试和分析底层问题，汇编语言也是不可或缺的工具。