ARM架构解析：初始化CPU堆栈与位图立即数

"ARM 经典300 问——涵盖体系结构、编译器与语言、操作系统相关问题" 在深入探讨ARM架构之前，我们先理解一下ARM处理器的基本工作模式。ARM处理器有多种工作模式，包括复位模式、用户模式、快速中断模式、中止模式、数据访问中止模式、未定义指令异常模式、系统模式等。在启动或复位时，处理器通常会处于管理模式，执行初始化操作。 第1问中提到的"mov r0, LR"指令，LR（Link Register）寄存器通常在子程序调用时保存返回地址。在复位模式下执行此指令，意味着正在设置或准备堆栈，以便后续转移到其他模式或开始执行用户代码。 第2问涉及的是ARM指令集中的立即数表示。在ARM指令集中，由于指令长度的限制，不能直接编码32位的立即数。因此，有时需要通过循环移位来表示较大的数值。例如，0xF0000001可以通过0x1F循环右移4位得到，这是一个合法的8位位图立即数，因为其循环移位后仍能用8位表示。 第3问探讨了8位位图常数的规则。8位位图常数是指可以通过8位循环移位偶数位得到的数值。合法常量如0x3FC（循环右移4位得到0x1F），0xF0000000（循环右移24位得到0xF），以及200（0xC8，循环右移4位得到0x3）。非法常量如0x1FE（循环右移无法得到8位数），511（0xFE，超过255的范围），0xFFFF（16位数，超过8位位图限制），0x1010（循环移位无法得到8位数），0xF0000010（循环右移无法用8位表示）。这里的合法性判断基于循环移位后能否得到8位的位图表示。 在汇编指令"LDR R0, [R1], #-4"中，这是后缀索引（Post-indexed）寻址方式的一个例子。该指令首先读取R1指向的内存单元的值并存储到R0，然后将R1减去4。这里的关键在于"#"后的立即数是负数，表示减操作发生在读取之后。 总结来说，ARM架构的这些特性反映了其设计的灵活性和效率，同时要求程序员对位操作和寻址模式有深入的理解。在编程时，合理利用这些规则能够优化代码执行效率，减少内存使用，提高系统的整体性能。了解和掌握这些知识点对于深入理解和使用ARM处理器至关重要。