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1、寄存器：

總共有37個(gè)寄存器，最多可以有17個(gè)活動(dòng)寄存器（16個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，2個(gè)狀態(tài)寄存器：CPSR和SPSR）

R13：堆棧指針：指向當(dāng)前處理器模式的堆棧棧頂

R14：鏈接寄存器，保存子程序的返回地址。【當(dāng)執(zhí)行子程序調(diào)用指令(BL)時(shí),R14可得到R15(程序計(jì)數(shù)器PC)的備份】

R15：程序技術(shù)器，處理器下一條要取出的指令地址。【ARM狀態(tài)下，指令4字節(jié)對(duì)齊，位[1:0]為0。位[31:2]保存PC】

【注】快速中斷的r8-r12是分組寄存器，r13-r14每種模式都有自己的分組寄存器。r15沒有分組寄存器。用戶模式和系統(tǒng)模式?jīng)]有分組寄存器。

2、當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR：

3、處理器模式：

除了用戶模式外，每一種模式可以改寫cpsr中的模式位來改變。當(dāng)一個(gè)異常或中斷發(fā)生的時(shí)候cpsr寄存器被保存到相應(yīng)模式的spsr寄存器中，但是當(dāng)用戶程序改寫cpsr寄存器切換模式的時(shí)候，cpsr不會(huì)被自動(dòng)保存。系統(tǒng)上電：從管理模式開始，ARM指令狀態(tài)。

• 除了USR和SYS外都是異常模式
• 除了USR外都是特權(quán)模式?, 特權(quán)模式可以通過直接修改CPSR中相應(yīng)的位來切換到USR，但是USR不能直接修改CPSR，只能通過指令，
• OS的內(nèi)核態(tài)程序工作在SVC模式, 用戶態(tài)程序工作在USR模式
• ARM的CPU復(fù)位就處于SVC模式，執(zhí)行完啟動(dòng)代碼后就需要切換到USR模式

?

4、Thumb指令

指令的操作數(shù)仍然是32位，尋址地址是32位。

該狀態(tài)下，讀取R15（PC）位0為0，位31-1保存了程序計(jì)數(shù)器的地址。寫入R15時(shí)，位0被忽略，位31-1保存了程序計(jì)數(shù)器要寫入的值。即：PC的位0一直保持為0，前面31位保存了下一條指令的地址。

ARM指令：字對(duì)齊，地址的最后兩位為0；thumb指令：半字對(duì)齊，地址的最后一位為0。【因此最后一位不可能是有用地址】

可以使用R0-R7寄存器。有些指令還可以使用PC、lr、sp寄存器。

【解釋】：BX跳轉(zhuǎn)到<Rm>,最后一位為0時(shí)，表示thumb指令的地址。于是編譯器自動(dòng)加上狀態(tài)切換指令、并且和0xfffffffe進(jìn)行與操作。然后得到真正的指令地址，并復(fù)制給PC寄存器。

【加1操作，由編譯器完成。去1 -- 可能是硬件自動(dòng)完成，并不產(chǎn)生指令】

arm與thumb間的切換

??1，由arm狀態(tài)切換到thumb

　　狀態(tài)將寄存器的最低位設(shè)置為1

? ? ? ?BX指令：R0[0]=1，則執(zhí)行BX? R0指令將進(jìn)入thumb狀態(tài)

??2，由thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)

寄存器最低位設(shè)置為0

? ? BX指令：R0[0]=0，則執(zhí)行BX? R0指令將進(jìn)入arm狀態(tài)

當(dāng)處理器進(jìn)行異常處理時(shí)，則從異常向量地址開始執(zhí)行，將自動(dòng)進(jìn)入ARM狀態(tài)。
??????? 注意：ARM處理器復(fù)位后開始執(zhí)行代碼時(shí)總是只處于ARM狀態(tài)；

????????????????? Cortex-M3只有Thumb-2狀態(tài)和調(diào)試狀態(tài)；

????????????????? 由于Thumb-2具有16位/32位指令功能，因此有了thumb-2就無需Thumb了。

????????????????? 另外，具有Thumb-2技術(shù)的ARM處理器也無需再ARM狀態(tài)和Thumb-2狀態(tài)間進(jìn)行切換了，因?yàn)閠humb-2具有32位指令功能。

? ??總的說，arm狀態(tài)與Thumb狀態(tài)的本質(zhì)區(qū)別就是指令的位數(shù)不同，arm是32位的指令狀態(tài)，而thumb是16位 的指令狀態(tài)，而thumb-2狀態(tài)是arm狀態(tài)和thumb狀態(tài)的結(jié)合和優(yōu)化。

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ARM嵌入式系统开发：软件设计与优化--第二章ARM处理器基础的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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