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32位ARM汇编语言（一）寄存器介绍

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ARM 基本约定

  • Byte：8 bits
  • Halfword: 16bits
  • Word:32 bits

大部分的ARM core提供：
- ARM 指令集（32-bit）(中断处理，需要32位)
- Thumb指令集（16-bit）(最先推出的,每个指令16位)
- Thumb2 指令集（16&32bit）（ARMv7时退出，混合指令）
- ARM Thumb 互相可以转换

ARM处理器工作模式（7种）

  • 7种工作模式:
Mode 解释
User 非特权模式，大部分任务执行在这种模式
FIQ 当一个高优先级（fast）中断产生时将会进入这种模式（ARM的FIQ Signal被触发所产生的异常）
IRQ 当一个低优先级（normal）中断产生时将会进入这种模式（ARM的IRQ Signal被触发所产生的异常 ）
Supervisor 当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式
Abort 当存取异常时将会进入这种模式（也就是读取内存异常）
Undef 当执行未定义指令时进入这种模式
System 使用和User模式相同寄存器集的特权模式
  • 注意：

    1:除User（用户模式）是Normal（普通模式）外，其他6种都是Privilege（特权模式）
    2:Privilege中除Sys模式外，其余5种为异常模式
    3:各种模式的切换，可以是普通程序员通过代码主动切换（通过写cpsr寄存器）；也可以是CPU在某些情况下自动切换
    4:各种模式下权限和可以访问的寄存器不同

ARM寄存器

ARM 寄存器一共有37个32位寄存器

其中，30个为”通用“寄存器，r1-r14

  • 未分组的寄存器：r1-r7，只有一个寄存器
  • 分组的寄存器：
    • r8-r14:有多个同名寄存器
    • r8-r12：两个
    • r13-r14:6个 r13（sp），R14（lr）
  • 一个固定的程序计数器：pc（又称r15）,也就是x86 中的eip
  • 6个状态寄存器：cpsr ，spsr

但是这个37个寄存器是不同同时访问的，一种模式对应一套，规则如下图

Abort Mode

FIQ Mode

IRQ Mode

SVC Mode

Undef Mode

User Mode

  • 其中：sp（r13 ）- 堆栈指针
  • lr（r14）- 连接寄存器，用于保存返回地址
  • cpsr - 当前程序的状态寄存器 
    保存当前程序的种种状态
包括：条件标志位，中断标志位，当前处理器模式等


    图片参考博客地址，但是不全，这个图比较老了，后期更新架构了添加了几个标志位

  • spcr -备份的程序状态寄存器

    cpsr寄存器的备份，当异常发生时，spsr用于保存cpsr的当前值，从异常退出时可由spcr来恢复cpsr，用于用户模式与系统模式不属于异常模式，所以没有spcr

例子：

(1)跳转到指定地址
mov pc,lr   //直接修改pc，完成跳转
bx lr       //跳转到lr保存的地址

(2)在函数入口保存寄存器信息

stmfd sp!,{r11,lr}    //保存大括号中的寄存器到栈中，从右往左

(3)使用ldm 指令修改pc，完成函数返回

stmfd sp!,{r11,lr}  //保存大括号中的寄存器到栈中，从右往左

小结

  • ARM共有37个寄存器，都是32位长度
  • 32个寄存器中30个为通用型，一个为固定pc，一共固定用于cpsr，5个固定用作5中异常模式下的spsr
  • cpsr中各个bit位表明了cpu的某些状态信息，这些信息是非常重要的
  • cpsr 中的I，F 为和开中断，关中断有关，cpsr中的mode位（bit4~bit0共5位）决定了CPU的工作模式， 在uboot代码中会使用汇编进行设置
  • pc（Program control register）为程序指针，PC指向哪里，CPU就会执行那条指令，整个cpu中就只有一个PC

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http://ift.tt/2DLuJty ArmAsm, ARM, asm January 29, 2018 at 07:44PM
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