ARM有37个寄存器,其中有31个通用的32位寄存器,6个状态寄存器。
有七种处理器模式,分别是:用户模式(usr,用户程序正常运行的模式),
快速中断模式(fiq,处理快速中断,支持高速数据传送或通道处理),
中断模式(irq,处理普通中断),
管理模式(svc,操作系统使用的管理模式),
系统模式(sys,运行具有特权的操作系统任务),
数据访问终止模式(abt,数据或指令预取终止时进入该模式),
未定义指令终止模式(und,未定义的指令执行时进入该模式)。
r0~r3 | 传入函数参数,传出函数返回值 | r4~r11 | 存放函数局部变量 | r12 | ip寄存器 | r13 | 堆栈指针寄存器SP | r14 | 连接寄存器LR | r15 | 程序计数器PC,当前地址加8. | r16 | cpsr,当前程序状态寄存器 |
64位模式下则为:
x0~x7 | 传递子程序的参数和返回值,使用时不需要保存,多余的参数用堆栈传递,64位的返回结果保存在x0中。 | x8 | 用于保存子程序的返回地址,使用时不需要保存。 | x9~x15 | 临时寄存器,也叫可变寄存器,子程序使用时不需要保存,保存局部变量。 | x16~x17 | 子程序内部调用寄存器(IPx),使用时不需要保存,尽量不要使用。 | x18 | 平台寄存器,它的使用与平台相关,尽量不要使用。 | x19~x28 | 临时寄存器,子程序使用时必须保存。 | x29 | 帧指针寄存器(FP),用于连接栈帧,使用时必须保存 | x30 | 链接寄存器(LR),用于保存子程序的返回地址 | x31 | 堆栈指针寄存器(SP),用于指向每个函数的栈顶 |
ARM64位的cpu来说,以x开头的寄存器是一个64位寄存器,以w开头的寄存器是一个32位寄存器。
堆栈寄存器SP:保存栈顶的地址。
连接寄存器LR:执行子程序调用时,存放pc寄存器地址,(pc存放的地址时当前执行指令地址+8,LR=PC-4,就是调用函数指令之后的下一条指令地址,也就是返回地址。)以便在执行完程序后返回程序。
程序计数器PC:下一条要取指令所在单元地址,arm采用流水线处理指令,分别是取指(从存储器装载一个指令),译码(识别翻译要被执行的指令),执行(处理指令,结果写回寄存器)。arm模式下,一个指令4字节宽,所以pc值为当前指令地址+8。
pstate(处理器状态寄存器)包括几个寄存器:NZCV(条件寄存器),DAIF(异常屏蔽寄存器),SPSEL(sp选择寄存器),CurrentEL(异常等级寄存器)。
CPSR寄存器(当前程序状态寄存器):保存当前程序状态信息。
SPSR寄存器:用于在出现异常时,保存CPSR寄存器的信息。
函数调用过程栈的变化:
PC | LR | SP | FP | main argc | main argv | func 1 | PC | LR | SP | FP | func1? argc | func1? argv | 栈顶 |
首先将PC,LR,SP,FP寄存器的值压入栈中。注意这几个值都是历史值,不是当前值。
ARM指令集:
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