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arm9处理器的内部寄存器结构
ARM9处理器是一种32位的嵌入式处理器，内部包含了多种寄存器，这些寄存器扮演着不同的角色，用于存储不同类型的数据和指令，从而实现处理器的各种功能。
ARM9处理器的内部寄存器结构主要包括：
1.通用寄存器：ARM9处理器有16个32位的通用寄存器，这些寄存器不仅可以用于存储数据，还可以用于存储指令中的操作数。
通用寄存器还可以用于存储函数的参数和返回值。
2.程序计数器(PC)：程序计数器是一个32位的寄存器，用于存储当前正在执行的指令的地址。
当处理器执行完一条指令后，PC会自动递增，指向下一条指令的地址。
3.状态寄存器：状态寄存器用于存储处理器的当前状态。
例如，它可以用于存储处理器的运行模式，或者存储处理器的条件码。
4.堆栈指针(SP)：堆栈指针用于指向当前的堆栈顶部。
当处理器需要执行函数调用或其他需要使用堆栈的指令时，它会将数据压入堆栈中，并将堆栈指针减小。
当函数返回时，处理器会将数据从堆栈中弹出，并将堆栈指针增加。
5.链接寄存器(LR)：链接寄存器用于存储函数调用的返回地址。
当函数被调用时，处理器将当前指令的地址存储在LR中。
当函数执行完毕后，处理器会将LR中的地址作为返回地址，跳转回调用函数的地方。
6.中断寄存器：中断寄存器用于存储当前中断的状态。
当处理器
接收到一个中断时，它会将当前的状态保存在中断寄存器中，并跳转到中断处理程序的地址。
总之，ARM9处理器的内部寄存器结构是非常复杂的，不同类型的寄存器扮演着不同的角色。
通过合理地利用这些寄存器，程序员可以实现各种复杂的嵌入式应用。
arm常用的名词解释ARM（Advanced RISC Machine）是一种常用的计算机架构，被广泛应用于移动设备、嵌入式系统和单片机等领域。
本文将对ARM常用的一些名词进行解释，以帮助读者更好地了解ARM架构。
1. RISC（Reduced Instruction Set Computer）：精简指令集计算机。
相对于复杂指令集计算机（CISC），RISC采用简化指令集，每条指令都非常简单，执行速度快，并且易于设计和优化硬件。
2. 架构：计算机系统的基本设计和组织原则。
ARM架构设计了一套标准的指令集和寄存器组织，以及与之兼容的处理器核心，为ARM生态系统提供了一致的编程接口。
3. 处理器核心（Processor Core）：ARM的核心部分，负责执行指令和进行算术逻辑运算。
常见的ARM处理器核心包括Cortex-A系列（用于应用处理器）、Cortex-M系列（用于嵌入式系统和微控制器）和Cortex-R系列（用于实时应用和嵌入式处理器）。
4. 指令集架构（Instruction Set Architecture）：定义了一套计算机指令的规范和编码方式。
ARM指令集架构包括ARMv8-A、ARMv7-A、ARMv6-M等不同的版本，不同版本支持不同的指令集和功能。
5. 寄存器：位于处理器核心内部的高速存储器，用于存储指令执行过程中需要操作的数据。
ARM体系结构中，常见的寄存器包括通用寄存器、程序计数器、状态寄存器等。
6. 多核处理器（Multi-core Processor）：使用多个处理器核心的处理器。
ARM 架构支持多核处理器的设计，使得多个核心可以同时进行计算任务，提高处理能力和并行性能。
7. SoC（System on a Chip）：一种集成了多个功能组件的芯片，包括处理器核心、内存控制器、I/O接口等。
ARM架构广泛应用于SoC的设计，提供了高度集成的解决方案，节省了系统板块的空间和功耗。
单片机笔记-寄存器、引脚及其英文名称缩写在单片机开发过程中，我们常常会涉及到寄存器和引脚的使用。
寄存器是用于存储和处理数据的重要组成部分，而引脚则是用于连接外部设备和单片机的接口。
了解寄存器、引脚及其英文名称缩写是学习和理解单片机编程的重要一步。
一、寄存器寄存器是单片机中的一种特殊功能寄存器，它们用来存储特定的信息，如状态、控制和数据等。
寄存器的使用是通过对其地址进行读/写操作来实现的。
在单片机中，存在着许多不同的寄存器，下面是一些常见的寄存器及其英文名称缩写：1. 状态寄存器（Status Register） - SR状态寄存器用于存储和显示一些跟运算或处理结果有关的标志位，如进位标志位、溢出标志位、零标志位等。
通过对状态寄存器的读写，可以获取或设置这些标志位的值。
2. 数据寄存器（Data Register） - DR数据寄存器用于存储临时数据，如中间计算结果或输入/输出数据等。
读写数据寄存器时，可以进行数据的读取或写入操作。
3. 控制寄存器（Control Register） - CR控制寄存器用于控制某些外设或特定功能的工作方式，如时钟控制寄存器、中断控制寄存器等。
写入或读取控制寄存器可以实现对相应功能的配置和控制。
4. 地址寄存器（Address Register） - AR地址寄存器用于存储指令和数据的地址信息。
在程序执行过程中，地址寄存器可以用于指示当前要执行的指令或要读取/写入数据的地址。
二、引脚引脚是单片机的外部接口，通过引脚可以与其他电子元件或设备进行连接和通信。
引脚的使用通常包括输入输出、中断触发、时钟输入等功能。
下面是一些常见的引脚及其英文名称缩写：1. 电源引脚（Power Pin） - VCC、GND电源引脚用于提供单片机的供电电源。
其中，VCC用于给单片机提供正电源，而GND则是单片机的接地端。
2. 输入引脚（Input Pin） - IN输入引脚用于接收外部信号。
arm寄存器的分类ARM寄存器是ARM体系结构中的一部分，用于存储和处理数据。
根据其功能和用途的不同，ARM寄存器可以分为通用寄存器、程序状态寄存器、系统控制寄存器和浮点寄存器等多个类别。
一、通用寄存器通用寄存器是最常用的寄存器类型，用于存储临时数据、变量和计算结果等。
ARM体系结构提供了16个32位的通用寄存器，分别用R0-R15表示。
其中，R0-R12可用于存储数据和计算结果，R13为堆栈指针SP，R14为链接寄存器LR，R15为程序计数器PC。
通用寄存器具有快速访问和高灵活性的特点，可以在程序执行过程中频繁读写。
在函数调用过程中，通用寄存器用于保存临时变量、函数参数和返回值，保证程序的正确执行。
二、程序状态寄存器程序状态寄存器（CPSR）是ARM体系结构中的一种特殊寄存器，用于存储和控制程序的执行状态。
CPSR寄存器是一个32位的寄存器，包含了当前程序的运行状态、中断控制状态和条件执行状态等信息。
CPSR寄存器的位域有多个，其中最重要的有条件执行位、中断控制位和程序状态位等。
条件执行位用于控制条件分支指令的执行，中断控制位用于控制中断的使能和禁止，程序状态位用于记录程序的运行状态，如运行模式、状态标志和当前指令的执行情况等。
三、系统控制寄存器系统控制寄存器（SCR）是ARM体系结构中的一种特殊寄存器，用于存储和控制系统的运行状态。
SCR寄存器是一个32位的寄存器，包含了系统的控制状态、访问权限和异常处理等信息。
SCR寄存器的位域有多个，其中最重要的有访问权限位、异常处理位和系统控制位等。
访问权限位用于控制对系统资源的访问权限，异常处理位用于控制异常处理器的行为，系统控制位用于控制系统的运行方式和功能。
四、浮点寄存器浮点寄存器是ARM体系结构中的一种特殊寄存器，用于存储和处理浮点数数据。
ARM体系结构提供了16个32位或64位的浮点寄存器，分别用S0-S31或D0-D31表示。
其中，S0-S15用于单精度浮点数操作，D0-D15用于双精度浮点数操作。
1.寄存器使用说明
ARM处理器中R0-R15共16个寄存器，它们的用途是一些约定的习惯！
并依据这些用途定义了别名。
如图：
寄存器的使用情况如下：
1）子程序间通过寄存器R0-R3来传递参数，这时可以使用它们的别名A0-A3，被调用的子程序返回前无须重复R0-R3的内容。
2）在子程序中，使用R4-R11来保存局部变量，这时可以使用它们的别名V1-V8，如果在子程序中使用了它们的某些寄存器，子程序进入时要保存这些寄存器的值，返回时再次恢复它们；
对于子程序中没有使用到的寄存器，则不必进行这些操作，在Thumb指令中，通常只能使用寄存器R4-R7来保存局部变量。
3）寄存器R12用作子程序间scratch寄存器，别名为IP。
4）寄存器R13用作数据栈指针，别名SP，在子程序中寄存器R13不能用作它用，它的值在进入、退出子程序时必须相等。
5）寄存器R14称为链接寄存器，别名LR，它用于保存子程序的返回地址。
如果在子程序中保存了返回地址，R14可用作它用。
6）寄存器R15是程序计数器，别名PC，没用别的用途。
指令格式：指令{条件}{S} {目的Regi ster}，{OP1}，{OP2} "{ }"中的内容可选。
即，可以不带条件只有目的寄存器，或只有目的寄存器和操作数1，也可以同时包含所有选项。
“S”决定指令的操作是否影响C PSR中条件标志位的值，当没有S时指令不更新C P SR中条件标志位的值助记符英文全称示例、功能跳转指令BBranch跳转指令B Label；程序无条件跳转到标号L a bel处执行BLBranch with Link带返回的跳转指令BL Label；当程序无条件跳转到标号L abel处执行时，同时将当前的P C值保存到R14中BLXBranch with Link and exchan ge带返回和状态切换的跳转指令BLX Label；从ARM指令集跳转到指令中所指定的目标地址，并将处理器的工作状态有A RM状态切换到Th umb状态，该指令同时将PC的当前内容保存到寄存器R14中BXBranch and exchan ge带状态切换的跳转指令BX Label；跳转到指令中所指定的目标地址，目标地址处的指令既可以是ARM指令，也可以是Th umb指令数据处理MOVMove数据传送MOV R1，R0，LSL＃3；将寄存器R0的值左移3位后传送到R1MVNMove NOT数据非传送MVN R0，＃0 ；将立即数0取反传送到寄存器R0中，完成后R0=-1CMPCompare比较指令CMP R1，R0；将寄存器R1的值与寄存器R0的值相减，并根据结果设置CPSR的标志位CMNCompare negati ve负数比较指令CMN R1，R0 ；将寄存器R1的值与寄存器R0的值相加，并根据结果设置CPSR的标志位TSTTest位测试指令TST R1，＃0xffe；将寄存器R1的值与立即数0xff e按位与，并根据结果设置CPSR的标志位TEQTest equivalence相等测试指令TEQ R1，R2；将寄存器R1的值与寄存器R2的值按位异或，并根据结果设置CPSR的标志位ADDAdd加法运算指令ADD R0，R2，R3，LSL#1； R0 = R2 + (R3 << 1)ADCAdd with carry带进位加法ADCS R2，R6，R10； R2 = R6＋R10＋!C，且更新CPS R的进位标志位SUBSubtract减法运算指令SUB R0，R1，#256； R0 = R1 – 256SBCSubtract with carry带进位减法指令SUBS R0，R1，R2 ； R0 = R1 - R2 - ！C，并根据结果设置CPSR的进位标志位RSBReverse subtra ct逆向减法指令RSB R0，R1，R2 ； R0 = R2 – R1RSCReverse subtra ct with carry带进位逆向减法指令RSC R0，R1，R2； R0 = R2 – R1 - ！CANDAnd逻辑与操作指令AND R0，R0，＃3；该指令保持R0的0、1位，其余位清零。
ARM寄存器总结
ARM 有16 个32 位的寄存器（r0 到r15）。
r15 充当程序寄存器
PC，r14（link register）存储子程序的返回地址，r13 存储的是堆栈地址。
ARM 有一个当前程序状态寄存器：CPSR。
一些寄存器（r13，r14）在异常发生时会产生新的instances，比如IRQ 处理器模式，这时处理器使用r13_irq 和r14_irq
ARM 的子程序调用是很快的，因为子程序的返回地址不需要存放在堆栈中。
1、ARM 处理器共有37 个寄存器，其中包括：
i. 31 个通用寄存器，包括程序计数器(PC)在内。
都是32 位寄存器
ii. 6 个状态寄存器，都是32 位寄存器，但目前只使用了其中12 位
2、ARM 处理器有7 种不同的处理器模式，在每一种处理器模式中有一组相应的寄存器组。
任意时刻（也就是任意的处理器模式下），可见的寄存器包括
15 个通用寄存器（R0～R14）、一个或两个状态寄存器及程序计数器（PC）。
在所有的寄存器中，有些是各模式共用的同一个物理寄存器，有些是各模式自己拥有的独立的物理寄存器。
3、通用寄存器可以分为3 类：未备份寄存器（R0～R7）、备份寄存器
（R8~R14）和程序计数器PC（R15）。
对于每一个未备份寄存器来说，在所有的处理器模式下指的都是同一个物理寄存器。
对应备份寄存器R8～R12 来说，每个寄存器对应两个不同的物理寄存器，这使得中断处理非常简单。
例如，仅仅使用R8~R14 寄存器时，FIQ 处理程序可以不必执行保存和恢复中断现场的。
ARM（包括ARMv7⼯作模式介绍）寄存器、⼯作模式和指令集（来源：IT165收集）转载于: /uid-30234312-id-5077078.html本章介绍ARM处理器的基础特性，包括寄存器、⼯作模式和指令集的细节。
我们也会涉及⼀些处理器实现细节，包括指令流⽔线和分⽀预测。
ARMv7架构是⼀个32位处理器架构。
它是⼀种load/store架构，意味着数据处理指令操作通⽤寄存器中的值。
只有加载(load)和存储(store)指令访问存储器。
通⽤存储器也是32位的。
本书中，字(word)代表32位，双字(doubleword)代表64位，半字(halfword)代表16位宽。
尽管ARMv7架构是⼀种32位架构，单独的处理器对所有模块和内部连接的实现不⼀定必须都是32位宽。
例如，对于指令获取和数据访问，具有64位或更宽的路径是可能的。
实现ARMv7-A架构的处理器不具有由架构固定的存储器映射。
处理器能访问4GB的虚拟地址空间，存储器和外设都可以在那个空间范围之内⾃由地映射。
我们将会在第9章和第10章中讲述存储器管理，那⾥我们会看到缓存和内存管理单元(MMU)。
4.1 指令集 ⼤多数ARM处理器⽀持超过⼀种指令集： >ARM--- ⼀种32位指令集 >Thumb--- ⼀种16位指令集，具有更好的代码密度(但是相⽐ARM代码，性能有所降低)在程序的控制之下，处理器可以在这两种指令集之间来回切换。
所有的Cortex-A系列处理器实现了Thumb-2技术，它扩展了Thumb指令集。
混合使⽤32位和16位指令，以Thumb指令集的代码密度和接近ARM指令集的性能。
⾃从所有的Cortex-A系列处理器⽀持这⼀扩展，针对它们的软件常被编译成Thumb指令集。
(本⽂作者注：按照⽂章《如何使⽤Thumb-2改善代码密度和性能》所述，Thumb-2代码⼤⼩约为ARM代码的74%，性能则为其98%)4.2 模式 ARM架构有9种处理器模式，在表4-1中所总结。
AMR寄存器的别名+ APCS
默认情况下，arm处理器中的通用寄存器被称为：r0、r1...r14等，在APCS中为arm通用寄存器定义了别名。
在某些情况下（比如多人协作编辑汇编代码，或需要修改其它人所写的汇编代码时），使用APCS所定义的别名有助于提高代码的可读性和兼容性。
arm通用寄存器及其别名对照表：
The following register names are predeclared：
r0-r15 and R0-R15
a1-a4 (argument, result, or scratch registers, synonyms for r0 to r3)
v1-v8 (variable registers, r4 to r11)
sb and SB (static base, r9)
ip and IP (intra-procedure-call scratch register, r12)
sp and SP (stack pointer, r13)
lr and LR (link register, r14)
pc and PC (program counter, r15).
arm中r12的用途
原文作者在维护1个以前的程序，该程序包括应用、库文件以及linux device driver。
该程序原来使用arm-linux-gcc 3.4.3编译，现在改用arm-linux-gcc 4.1.1进行编译时发现程序无法运行。
经原文作者测试，发现当使用shared library形式编译程序后无法运行，而使用static linking形式编译程序后可正常运行。
这是由于在arm-linux-gcc 4.1.1所使用的新的规范中，r12不仅作为通用寄存器，还被称为Intra-Procedure-call scratch register。
Register r12 (IP) may be used by a linker as a scratch register between a routine and any subroutine it calls (for details, see §5.3.1.1, Use of IP by the linker). It can also be used within a routine to hold intermediate values between subroutine calls
Both the ARM- and Thumb-state BL instructions are unable to address the full 32-bit address space, so it may be necessary for the linker to insert a veneer between the calling routine and the called subroutine. Veneers may also be needed to support ARM-Thumb inter-working or dynamic linking. Any veneer inserted must preserve the contents of all registers except IP (r12) and the condition code flags; a conforming program must assume that a veneer that alters IP may be inserted at any branch instruction that is exposed to a relocation that supports inter-working or long branches.
——引用自："Procedure Call Standard for the ARM Architecture"
19th January, 2007, Richard Earnshaw.
由上述说明可知，若在汇编代码中使用了bl命令，而r12又被作为通用寄存器使用时，则r12的值可能会被链接器插入的veneer代码所修改，若是单纯的c源码则不会出现此问题。
arm中R0-R15寄存器的作用
r0-r3：被用来传递函数参数和函数返回值（可使用其别名A1~A3），在子程序调用之间，可使用r0~r3
作为任何用途。
若在被调用程序中需要使用r0~r3，则应在使用前保存这些寄存器的内容。
r4-r11：被用来存放函数局部变量（可使用其别名V1~V8）。
若在被调用程序中需要使用r4~r11，则应在使用前保存这些寄存器的内容。
r12：可作为内部调用过程寄存器ip，链接器可能会在过程链接胶合代码（比如，交互操作胶合代码）中使用ip寄存器。
在过程调用之间，可将r12用于任何用途，被调用函数在返回之前无需恢复r12。
r13：栈指针sp，通常不会将sp作为其它用途使用，在退出被调用函数时，需将sp恢复到进入时的状态。
r14：链接寄存器lr，用来保存函数返回地址，若在被调用程序中需要使用r14，则应在使用前保存r14寄存器的内容。
r15：程序计数器PC，不可将PC作为其它用途使用。
注意：在中断ISR中需要保护所有寄存器，编译器会自动保护R4～R11。
