[新版]安徽理工大学计算机汇编教程-arm系统结构

计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计8086/8088和ARM核汇编语言程序设计第16章ARM系统结构纫持鲁堵楷阉桌跨漾极舍谚炳腋映剁凉笑喂杠馏老疑过萧柯陨棍汤盘仅虏安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE1第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计162ARM微处理器的工作模式163ARM微处理器的寄存器组织第15章ARMCPU概述161ARM微处理器的工作状态164ARM异常处理165ARM体系中的存储系统蜘板趴子歪淑嚎再误漫许摇滨救玩挥婪盆佬撂禹鹊瓮誓柳烫镣井埂溯种选安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE2第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计ARM处理器支持下列数据类型字节8位半字16位（必须分配为占用两个字节）字32为（必须分配为占用4各字节）1112342年壁匈鳞楞仓宪葡瞒舌垦西雀卿虏戍捌肇娇习剃球着锨燕蔗惰过爆滓颁兜安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE3第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计ARM处理器有两种操作状态ARM状态32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令；THUMB状态16位，这种状态下执行半字方式的THUMB指令。161ARM微处理器的工作状态注意两个状态之间的切换并不影响处理器模式或寄存器内容。楷剑袭犯痢础杠拐过诅鳖厨移牌徐每重休帝羌吞彼久召苇例匹自鼻镀褥淋安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE4第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计处理器状态的切换使用BX指令将ARM7TDMI内核的操作状态在ARM状态和THUMB状态之间进行切换。从ARM状态切换到THUMB状态LDRR0,LABLE1BXR0从THUMB状态切换到ARM状态LDRR0,LABLEBXR0地址最低位为1，表示切换到THUMB状态地址最低位为0，表示切换到ARM状态跳转地址标号爆排它懂低众蒸源虏译糊喂尔频挤洱让洋移舔碾柒羡碑冯稠夷芝交瑰砾恤安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE5第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计162ARM微处理器的工作模式163ARM微处理器的寄存器组织第15章ARMCPU概述161ARM微处理器的工作状态164ARM异常处理165ARM体系中的存储系统箭自播涧摸禾括糜匀坝道蹈筷抛洱磷总快商朝粒今葱珊锈小曰忘焰泛蔫韵安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE6第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计162ARM微处理器的工作模式ARM体系结构支持7种处理器模式，分别为用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式，如下表所示。这样的好处是可以更好的支持操作系统并提高工作效率。ARM7TDMI完全支持这七种模式。赔苗肃蕴襟倡缀吊豆咸肥殊郧拄活舌答记濒片狭摔奋子腔锤兹吉标屑停沸安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE7第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计162ARM微处理器的工作模式处理器模式说明备注用户USR正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统SYS用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断FIQ支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断IRQ用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理SVC操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止ABT用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义UND支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式谷桩租液宿曙污募僚箕膛肃糯糠不块侗虚深邱鲤瓶贤狡河伊筒像涂乳聚钙安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE8第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计特权模式处理器模式说明备注用户USR正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统SYS用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断FIQ支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断IRQ用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理SVC操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止ABT用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义UND支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式除用户模式外，其它模式均为特权模式。ARM内部寄存器和一些片内外设在硬件设计上只允许（或者可选为只允许）特权模式下访问。此外，特权模式可以自由的切换处理器模式，而用户模式不能直接切换到别的模式。未定义UND中止ABT管理SVC中断IRQ快中断FIQ系统SYS醛践驹握韧疆调悦遏伍晚畅糜镀榆蜡豆鳃描戊着例柳随揩滑鲤阻状嘛磕数安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE9第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计异常模式处理器模式说明备注用户USR正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统SYS用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断FIQ支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断IRQ用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理SVC操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止ABT用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义UND支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式未定义UND中止ABT管理SVC中断IRQ快中断FIQ这五种模式称为异常模式。它们除了可以通过程序切换进入外，也可以由特定的异常进入。当特定的异常出现时，处理器进入相应的模式。每种异常模式都有一些独立的寄存器，以避免异常退出时用户模式的状态不可靠。脖最见移碟峡阔收胰伴净尉混只槛蕾腿怨枕寥刽咨厕矿契作决申类茄柏炒安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE10第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计用户和系统模式处理器模式说明备注用户USR正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统SYS用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断FIQ支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断IRQ用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理SVC操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止ABT用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义UND支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式这两种模式都不能由异常进入，而且它们使用完全相同的寄存器组。系统模式是特权模式，不受用户模式的限制。操作系统在该模式下访问用户模式的寄存器就比较方便，而且操作系统的一些特权任务可以使用这个模式访问一些受控的资源。系统SYS用户USR挪渠菲去字磐冀很括颓帐诡檄压棍擂祥则才税圾族堪矛历橱亦憨砧甫屏效安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE11第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计162ARM微处理器的工作模式163ARM微处理器的寄存器组织第15章ARMCPU概述161ARM微处理器的工作状态164ARM异常处理165ARM体系中的存储系统针惯虎涵朗砂逆咎葬榆垣碟否蔼拟言艺卷嗣睬奸状表态界症妈差始蒙隘茹安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE12第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQARM状态各模式下的寄存器敷室颗疲乐耽峦鳞输鸦邢犀念约汾萨傣切铭停咖慕鸥赏钾里挠贯吃罢煤谊安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE13第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQSPSR_FIQSPSR_IRQSPSR_UNDSPSR_ABTSPSR_ABTCPSRR15R14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14R13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13R12_FIQR12R11_FIQR11R10_FIQR10R9_FIQR9R8_FIQR8R7R6R5R4R3R2R1R0所有的37个寄存器，分成两大类31个通用32位寄存器；6个状态寄存器。执诱御点钻早治枪肥自戈镭术砾毡弄告娇晶敲骡厌上藤骤荆缓票辖育挪戊安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE14第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQ无CPSRR15R14R13R12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0用户无系统SPSR_ABTR14_SVCR13_SVC管理SPSR_ABTR14_ABTR13_ABT中止SPSR_UNDR14_UNDR13_UND未定义SPSR_IRQR14_IRQR13_IRQ中断SPSR_FIQR14_FIQR13_FIQR12_FIQR11_FIQR10_FIQR9_FIQR8_FIQ快中断红哦倒蝇亿囱真职缝装醒轩侗钮焚鸦豫李治裸曳夺鼎攻句襄纲足渍阐甜蘸安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE15第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQR13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13R12_FIQR12R11_FIQR11R10_FIQR10R9_FIQR9R8_FIQR8R7R6R5R4R3R2R1R0在汇编语言中寄存器R0R13为保存数据或地址值的通用寄存器。它们是完全通用的寄存器，不会被体系结构作为特殊用途，并且可用于任何使用通用寄存器的指令。晤囚浆搞胶甲精汐障烫歇部策崖老注货钥侣潭末盔黄眶喧钡滴锣魏羞获火安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE16第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQR13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13R12_FIQR12R11_FIQR11R10_FIQR10R9_FIQR9R8_FIQR8R7R6R5R4R3R2R1R0其中R0R7为未分组的寄存器，也就是说对于任何处理器模式，这些寄存器都对应于相同的32位物理寄存器。患凰匪勺贤咒坍边葫铺麻屿练瞥钮辙性伞殆肆际吝喷众拱缆活垦牢苞铀叉安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE17第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQR14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14R13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13R12_FIQR12R11_FIQR11R10_FIQR10R9_FIQR9R8_FIQR8寄存器R8R14为分组寄存器。它们所对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式，几乎所有允许使用通用寄存器的指令都允许使用分组寄存器偶园茫趴捍叮酱横畸置芍君董芹枣埋库捶鸯创权穿事烦咐索冕滁狰琢流姥安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE18第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQR12_FIQR12R11_FIQR11R10_FIQR10R9_FIQR9R8_FIQR8寄存器R8R12有两个分组的物理寄存器。一个用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一个用于FIQ模式。这样在发生FIQ中断后，可以加速FIQ的处理速度。徒绍常淹宴握潞柬掌雷苍俱钱减戌吾素韭淘床贸崇栽倪缺坤念鲁征柄贴施安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE19第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQ寄存器R13、R14分别有6个分组的物理寄存器。一个用于用户和系统模式，其余5个分别用于5种异常模式。R14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14R13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13拽芋喳称欢瞅纶夕奢慧芥否蛋离陌掠琵务瘦无常位拓屠谍绩圣畏樱顽平蝇安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE20第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQ寄存器R13常作为堆栈指针（SP）。在ARM指令集当中，没有以特殊方式使用R13的指令或其它功能，只是习惯上都这样使用。但是在THUMB指令集中存在使用R13的指令。卧轿养傀榆沤尊丛璃恃雅油敢州浴酬弟谋悍么强罚奶糊圆嘉擅荒蜀嚎昼丑安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE21第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQR14为链接寄存器（LR），在结构上有两个特殊功能在每种模式下，模式自身的R14版本用于保存子程序返回地址；当发生异常时，将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址（有些异常有一个小的固定偏移量）。盆读均怀鞘匝否昼糊弯粟甸警钠庄吼咕苗荐鳃蝇映凌讽友颤懊拂扰状刘溉安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE22第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计LABLE程序A程序BR14R14寄存器与子程序调用BLLABLE地址AMOVPC,LRR14地址A1程序A执行过程中调用程序B；操作流程2程序跳转至标号LABLE，执行程序B。同时硬件将“BLLABLE”指令的下一条指令所在地址存入R14；3程序B执行最后，将R14寄存器的内容放入PC，返回程序A；法或径亮娟姓贴假轴奶椿羊粗钓耘宁酝懊戮逻层榷跑膏财虹跨减骨碗秤咙安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE23第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计R14寄存器与异常发生异常发生时，程序要跳转至异常服务程序，对返回地址的处理与子程序调用类似，都是由硬件完成的。区别在于有些异常有一个小常量的偏移。侯史怔缔桂壳速嘉舅岩甸券东处凄朴卉咒做瞳嘿挠觉杠彻垒琐严赶差学痴安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE24第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计R14寄存器注意要点当发生异常嵌套时，这些异常之间可能会发生冲突。例如如果用户在用户模式下执行程序时发生了IRQ中断，用户模式寄存器不会被破坏。但是如果允许在IRQ模式下的中断处理程序重新使能IRQ中断，并且发生了嵌套的IRQ中断时，外部中断处理程序保存在R14_IRQ中的任何值都将被嵌套中断的返回地址所覆盖。获郸少那体河酣虾游纸瑚衙贤奈喻怀您剐伟滋微整山巩天樟撮济拌喊储碾安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE25第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计R14寄存器注意要点R14R14_IRQ用户模式下的程序IRQ模式下的程序AARETURNBXA地址A地址A1执行用户模式下的程序；2发生IRQ中断，硬件将某个地址存入IRQ模式下的R14_IRQ寄存器，用户模式下的R14没有被破坏；3IRQ服务程序A执行完毕，将R14_IRQ寄存器的内容减去某个常量后存入PC，返回之前被中断的程序；未被破坏娄敖鸦娩梦品尊涛姑烯佐崇属蘑燥挎铆呢圾既嫉役抚精遍枣股醒趾声贤修安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE26第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计R14寄存器注意要点R14R14_IRQ用户模式下的程序IRQ模式下的程序AABXA地址A地址A1执行用户模式下的程序；2发生IRQ中断，硬件将某个地址存入IRQ模式下的R14_IRQ寄存器，用户模式下的R14没有被破坏；3IRQ服务程序A执行完毕，将R14_IRQ寄存器的内容减去某个常量后存入PC，返回之前被中断的程序；未被破坏IRQ模式下的程序BARETURNBXA地址B地址B4如果在IRQ处理程序中打开IRQ中断，并且再次发生IRQ中断，或者调用子程序；5硬件将返回地址保存在R14_IRQ寄存器中，原来保存的返回地址将被覆盖，造成错误；被破坏6在程序B返回到程序A，然后在返回到用户模式下被中断的程序时，发生错误，将不能正确返回；RETURN解决办法是确保R14的对应版本在发生中断嵌套时不再保存任何有意义的值（将R14入栈），或者切换到其它处理器模式下。稠婉凯方泵翔餐呢呐赚暂魔烬散荒娠来徘佳亡芹蓑圣廖挺僚冕退歼牌帽班安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE27第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQ寄存器R15为程序计数器（PC），它指向正在取指的地址。可以认为它是一个通用寄存器，但是对于它的使用有许多与指令相关的限制或特殊情况。如果R15使用的方式超出了这些限制，那么结果将是不可预测的。贴掘斋湖狮萍州阑女憾崭戒篓崔卓榔龋点俗跑仙颓邓眠垢衣噪掏擒礼百熬安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE28第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计读R15的限制正常操作时，从R15读取的值是处理器正在取指的地址，即当前正在执行指令的地址加上8个字节（两条ARM指令的长度）。由于ARM指令总是以字为单位，所以R15寄存器的最低两位总是为0。LDRR0,PCPCPC4PC8正在执行正在译码正在取指流水线状态地址程序代码石锁你屈禽烈涅洽鞘厘忙庙监触夺瘸廊忘沃队鼠喂境洲迸鹤坊掩鼠娠窃霄安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE29第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计读R15的限制当使用STR或STM指令保存R15时，会有一个例外。这些指令可能将当前指令地址加8字节或加12字节保存（将来可能还有其它数字）。偏移量是8还是12取决于具体的ARM芯片，但是对于一个确定的芯片，这个值是一个常量。所以最好避免使用STR和STM指令来保存R15，如果很难做到，那么应当在程序中计算出该芯片的偏移量。倍穿粉孩惑弛欢陋烫半坤赚黔霍绽斋仇弓瞅氯蹈伎傅际酪船拧摸过莽济躇安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE30第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计读R15的限制计算偏移量程序代码SUBR1,PC,4R1下面STR指令的地址STRPC,R0保存STR指令地址偏移量LDRR0,R0然后重装SUBR0,R0,R1计算偏移量整乃翱梆白拾袜阅旭虑割屁径营九宠堵扛蓑联墓贷娇赫搏禾脏瞳渴抽流蜜安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE31第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计写R15的限制正常操作时，写入R15的值被当作一个指令地址，程序从这个地址处继续执行（相当于执行一次无条件跳转）。悯茁贿塌烂扎腾亭掷肮弟蚁然夜梧守舷滤紧磺两庇伍狸苔些拥民毙巍猩风安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE32第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计写R15的限制由于ARM指令以字节为边界，因此写入R15的值最低两位通常为0B00。具体的规则取决于内核结构的版本在ARM结构V3版及以下版本中，写入R15的值的最低两位被忽略，因此跳转地址由指令的实际目标地址（写入R15的值）和0XFFFFFFFC相与得到；在ARM结构V4版及以上版本中，写入R15的值的最低两位为0，如果不是，结果将不可预测。司洞祷台槽扬蔷甜缨配易酥摆理岛恰醇烟却缮戒被枯哄霄存铀蝇荣芬音株安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE33第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0A1R0R1A2R1R2A3R2R3A4R3R4V1R4R5V2R5R6V3R6R7V4R7R8V5R8R8_FIQR9SB,V6R9R9_FIQR10SL,V7R10R10_FIQR11FP,V8R11R11_FIQR12IPR12R12_FIQR13SPR13R13_SVCR13_ABTR13_UNDR13_IRQR13_FIQR14LRR14R14_SVCR14_ABTR14_UNDR14_IRQR14_FIQR15PCR15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_ABTSPSR_ABTSPSR_UNDSPSR_IRQSPSR_FIQ寄存器CPSR为程序状态寄存器，在异常模式中，另外一个寄存器“程序状态保存寄存器（SPSR）”可以被访问。每种异常都有自己的SPSR，在因为异常事件而进入异常时它保存CPSR的当前值，异常退出时可通过它恢复CPSR。详细描述参看38小节。憋碳霉灌莲慨徘纺结钡娥催冷癣矮扑喂乖正挂仕奸冲谴漓凡益刹胎诣蓝士安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE34第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计THUMB状态寄存器THUMB状态寄存器集是ARM状态集的子集，程序员可以直接访问的寄存器为8个通用寄存器R0R7；程序计数器（PC）；堆栈指针（SP）；链接寄存器（LR）；有条件访问程序状态寄存器（CPSR）。气炕盾旅列赔怕轻弟鹊彰牵骚洋聪词玄腐浇遍巾温辐事虏汝壬坎铰湿献葫安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE35第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计THUMB状态各模式下的寄存器CPSRCPSR状态寄存器R15PCR14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14LRR13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13SPR7R7V4,WRR6R6V3R5R5V2R4R4V1R3R3A4R2R2A3R1R1A2R0R0A1通用寄存器和程序计数器快中断中断未定义中止管理系统用户各模式下实际访问的寄存器寄存器在汇编中的名称寄存器类别注意括号内为ATPCS中寄存器的命名，可以使用RN汇编伪指令将寄存器定义多个名字。其中ADS12的汇编程序直接支持这些名称，但注意A1A4，V1V4必须用小写。开釉凳斤秋荧确砚牢流铱涯龋玄声珠祈吱鲍涪央逢坪篇柠司悼钵谎斋攘忿安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE36第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计THUMB状态下的通用寄存器CPSRCPSR状态寄存器R15PCR14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14LRR13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13SPR7R7V4,WRR6R6V3R5R5V2R4R4V1R3R3A4R2R2A3R1R1A2R0R0A1通用寄存器和程序计数器快中断中断未定义中止管理系统用户各模式下实际访问的寄存器寄存器在汇编中的名称寄存器类别在汇编语言中寄存器R0R7为保存数据或地址值的通用寄存器。对于任何处理器模式，它们中的每一个都对应于相同的32为物理寄存器。它们是完全通用的寄存器，不会被体系结构作为特殊的用途，并且可用于任何使用通用寄存器的指令。耀旗昏式呵敞单锌落冕哼榷王醒丢啃扔允惕戌寂辨糊斩粟术蚁来每材汁当安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE37第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计THUMB状态下的堆栈指针寄存器（SP）CPSRCPSR状态寄存器R15PCR14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14LRR13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13SPR7R7V4,WRR6R6V3R5R5V2R4R4V1R3R3A4R2R2A3R1R1A2R0R0A1通用寄存器和程序计数器快中断中断未定义中止管理系统用户各模式下实际访问的寄存器寄存器在汇编中的名称寄存器类别堆栈指针SP对应ARM状态的寄存器R13。每个异常模式都有其自身的SP分组版本，SP通常指向各异常模式所专用的堆栈。注意在发生异常时，处理器自动进入ARM状态。爸泌的肉藻框润足种性料瑟典制淌习跪锑目纯胞赚从勤骄滥甲鸵彰们赖咨安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE38第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计THUMB状态下的链接寄存器R14（LR）CPSRCPSR状态寄存器R15PCR14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14LRR13_FIQR13_IRQR13_UNDR13_ABTR13_SVCR13SPR7R7V4,WRR6R6V3R5R5V2R4R4V1R3R3A4R2R2A3R1R1A2R0R0A1通用寄存器和程序计数器快中断中断未定义中止管理系统用户各模式下实际访问的寄存器寄存器在汇编中的名称寄存器类别链接寄存器LR对应ARM状态寄存器R14，在结构上有两个特殊功能，详见“ARM状态下的链接寄存器LR”。注意在发生异常时，处理器自动进入ARM状态。R14_FIQR14_IRQR14_UNDR14_ABTR14_SVCR14沾如督馆孪磐眯字盗逼鼻疫挡彤砚与钟拂燥隶茶灶惫比矿户顿烈钧赛譬虚安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE39第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计ARM状态和THUMB状态之间寄存器的关系THUMB状态寄存器与ARM状态寄存器有如下的关系THUMB状态R0R7与ARM状态R0R7相同；THUMB状态CPSR和SPSR与ARM状态CPSR和SPSR相同；THUMB状态SP映射到ARM状态R13；THUMB状态LR映射到ARM状态R14；THUMB状态PC映射到ARM状态PC（R15）。氰铭姬思浴脊模闰犊嘻李饶脆弃竿命汁够唯纯俘栋喊翱界卸金鹃惮衍逆呈安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE40第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计THUMB状态寄存器在ARM状态寄存器上的映射R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R0堆栈指针R13连接寄存器R14程序计数器R15低寄存器高寄存器牧济辛川甘紊侍殆识韧屎色纤递刮兴藻束肄毗涉磅缠脆磅坠蒂戏坛橇诽彦安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE41第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计在THUMB状态中访问高寄存器在THUMB状态中，高寄存器（R8R15）不是标准寄存器集的一部分。汇编语言程序员对它们的访问受到限制，但可以将它们用于快速暂存。可以使用MOV、CMP和ADD指令对高寄存器操作，详见第4章。染镍媳楚腾绪烘瘪酵衫迷冀稚高膊胁蛹昏啦绎旋蒲向做靛颁研龚状茁秩匝安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE42第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计ARM7TDMI内核包含1个CPSR和5个供异常处理程序使用的SPSR。CPSR反映了当前处理器的状态，其包含4个条件代码标志（负N、零Z、进位C和溢出V）；2个中断禁止位，分别控制一种类型的中断；5个对当前处理器模式进行编码的位；1个用于指示当前执行指令ARM还是THUMB的位。熊丙禄涟入叛猪末凉牧法九渤尾感优播坍眩抿火搐奏床唆这宰藉惠雍墓知安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE43第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计NZCVIM0M1M2M3M4TF313029282726876543210条件代码标志保留控制位溢出标志进位或借位扩展零负或小于IRQ禁止FIQ禁止状态位模式位ZIFCPSR寄存器的格式援瞒茨喝无擦志懒池镁撇梦厅页炊剑英碉翰簿裳怨宁嘻乖而诬配庶腑摩辉安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE44第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计每个异常模式还带有一个程序状态保存寄存器（SPSR），它用于保存在异常事件发生之前的CPSR。CPSR和SPSR通过特殊指令进行访问。详细信息请参阅第4章。注意如果通过程序修改CPSR寄存器中的模式位进入异常模式，那么硬件将不会把CPSR保存至SPSR中。程序状态寄存器激蛮纷出牟甩旱皱铬种睬焊们痘佐现改瘴蓬限鹿雷滞率巴折翠悯纬灵漓灾安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE45第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计条件代码标志大多数“数值处理指令”可以选择是否影响条件代码标志位。通常如果指令带S后缀，则该指令的执行会影响条件代码标志；但有一些指令的执行总是会影响条件代码标志。N、Z、C和V位都是条件代码标志。通过算术操作、逻辑操作、MSR或者LDM指令可以对这些位进行设置。所有ARM指令都可按条件来执行，而THUMB指令中只有分支指令可按条件执行。揩阳和纺唇搓纵迹咒貉鞍滦应汤俊罐今凤烧队徽碾茹冤由锈徘贫衫暗勿矮安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE46第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计条件代码标志各标志位的含义如下N运算结果的最高位反映在该标志位。对于有符号二进制补码，结果为负数时N1，结果为正数或零时N0；Z指令结果为0时Z1（通常表示比较结果“相等”），否则Z0；菜镰锰科沛顾枢影帝龙吩带畸方披紊破童洪巧比峨帆泣琉伯昆匝叫岩酣沿安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE47第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计条件代码标志各标志位的含义如下C当进行加法运算包括CMN指令，并且最高位产生进位时C1，否则C0。当进行减法运算包括CMP指令，并且最高位产生借位时C0，否则C1。对于结合移位操作的非加法/减法指令，C为从最高位最后移出的值，其它指令C通常不变；V当进行加法/减法运算，并且发生有符号溢出时V1，否则V0，其它指令V通常不变。蛛怨真幽啊躁靠捅慷毅榆毙么谚鸳尔浦哑妇便轴雌淡怠芜丹府丝纹五原蔓安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE48第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计控制位CPSR的最低8位为控制位，当发生异常时，这些位被硬件改变。当处理器处于一个特权模式时，可用软件操作这些位。它们分别是中断禁止位；T位；模式位。漾割寐吱矾未能玖愁案窄腿倚身沤许汞瞥越那甩学肯协比扫荡便鸽铸贪捧安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE49第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计控制位中断禁止位包括I和F位当I位置位时，IRQ中断被禁止；当F位置位时，FIQ中断被禁止。T位反映了正在操作的状态当T位置位时，处理器正在THUMB状态下运行；当T位清零时，处理器正在ARM状态下运行。绝桌舶陵钾朋监蹦诵维叔刷雕赚揭擞镍趟乃搀醉斡石烙巫坏咳观果勾都岭安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE50第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计控制位模式位包括M4、M3、M2、M1和M0，这些位决定处理器的操作模式。注意不是所有模式位的组合都定义了有效的处理器模式，如果使用了错误的设置，将引起一个无法恢复的错误。英久种曳留惦之君滤捐刮旦拴冈桂题利赊悉遣胎涡皇湿雀武葬迫液黍究柏安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构安徽理工大学计算机汇编教程ARM系统结构DATE51第1章汇编语言基础知识计算机科学与技术系汇编语言程序设计汇编语言程序设计M40模式可见的THUMB状态寄存器可见的ARM状态寄存器10000用户R0R7,SP,LR,PC,CPSRR0R14,PC,CPSR10001快中断R0R7,SP_FIQ,LR_FIQ,PC,CPSR,SPSR_FIQR0R7,R8_FIQR14_FIQ,PC,CPSR,SPSR_FIQ10010中断R