ARM汇编语言（1）（基本概念）

1、***.s文件为汇编语言文件格式；

2、ARM寄存器（以Samsung芯片为例）

2.1、要介绍arm寄存器之前我们要先了解一下arm处理器的工作模式：

Arm处理器有七种工作模式，为的是形成不同的使用级别，以防造成对系统的破坏。

注意：

不同模式可以访问的寄存器不同，可以运行的指令不同。

usr：普通模式，其他六种：特权模式，而除了usr和sys模式以外的五种模式是异常模式。

（1）usr（10000）：普通应用程序运行的模式（应用程序）

（2）FIQ（10001）：快速中断模式，以处理快速情况，高速数据传输

（3）IRQ（10010）：外部中断模式，普通中断处理

（4）svc（10011）：管理模式（保护模式），操作系统使用的特权模式（内核）

（5）abt（10111）：数据访问中止模式，用于虚拟存储和存储保护

（6）und（11011）：未定义指令终止模式，用于支持通过软件仿真硬件的协处理器

（7）sys（11111）：系统模式，用于运行特权级的操作系统任务（armv4以上版本才具有）

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2.2、Arm处理器总共有37个寄存器其可以分为以下两类：

1.        通用寄存器（31个）

1.        不分组寄存器（R0—R7）（8）

2.        分组寄存器（R8—R14）（22，这里没有算CotextA9新增加的监控模式中的寄存器）

3.        PC指针（R15）（1）

2.        状态寄存器（6个，同样没算CotextA9新增加的监控模式中的寄存器）

1.        CPSR（1个）

2.        SPSR（5个）

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2.3、下面结合上图和上面列出的大框架对寄存器进行解析

1.        不分组寄存器（R0—R7）

在所有的运行模式下都使用同一个物理寄存器，它们未被系统用作特殊的用途。

2.  分组寄存器（R8—R14）

a) 对于R8~R12，当使用FIQ(快速中断模式)时访问寄存器R8_fiq~R12_fiq，当使用除FIQ模式以外的其他模式时,访问寄存器R8~R12（同一个物理寄存器）

b)  对于R13,R14来说,每个寄存器对应6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式与系统模式共用（图中的R13，R14），

另外5个物理寄存器对应其他5种不同的运行模式，并采用以下记号来区分不同的物理寄存器分别为fiq,irq,svc,abt,und.（如上图）

i.R13在ARM指令中常用作堆栈指针--“SP（stack pointer）”，特别注意：由于每一种模式都有自己的R13，所以我们在自己初始化的时候一般都要初始化每种模式下的R13，使其指向该运行模式的栈空间。

 ii. R14称为子程序链接寄存器--“LR(Link Register)”。有两个特殊功能，一种是每一种模式下都可以用于保存函数的返回地址，另外就是异常处理后的返回地址，如中断。

3. PC指针（R15）

R15用作程序计数器--PC对应一个物理寄存器，由于ARM体系结构采用了多级流水线技术

对于ARM指令集而言，PC总是指向当前指令的下两条指令的地址,即PC的值为当前指令的地址值加8个字节程序状态寄存器。

1. CPSR

   

CPSR:当前程序状态寄存器(current program status register)，在任何处理器模式下被访问。它包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志以及其他的一些控制和状态位。

在官方文档中我们可以找到

下面介绍其中几个比较重要的位，其他位，大家可以参考官方手册：

N: 当两个表示的有符号整数运算时，0表示结果为正或零或默认，1表示运算结果为负数；

Z：一般情况下，0表示运算的结果非零或默认，1表示运算的结果为零，对于CMP指令，1表示进行比较的两个数大小相等。

C：下面分四种情况讨论C的设置方法：

a)        加法运算（包括比较指令CMN）：当运算产生了进位时（无符号数溢出），C=1，否则C=0。

b)        减法运算（包括比较指令CMP）：当运算时产生了借位（无符号数溢出），C=0，否则C=1。

c)        对于包含移位操作的非加/减运算指令，C为移出值的最后一位。

d)       对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变。

V:下面分两种情况讨论V的设置方法

a)        对于加/减法运算指令，当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时，V=1表示符号位溢出。

b)        对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变。

I：1 表示禁止外部（硬件）中断（IRQ）
F：1 表示禁止快速中断（FIQ）
T：1表示为thumb状态，0为arm状态

M[4:0]：用来设置处理器的工作模式具体数据见本文开始的介绍。

1. SPSR

SPSR:程序状态保存寄存器（saved program status register）,每一种处理器模式下都有一个状态寄存器SPSR,SPSR用于保存CPSR的状态，以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

当特定的异常中断发生时，这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容。在异常中断退出时，可以用SPSR来恢复CPSR。由于用户模式/系统模式不是异常中断模式，所以他没有SPSR。

当用户在用户模式/系统模式访问SPSR，将产生不可预知的后果。每一中异常运行模式（除usr和sys）有各自的物理寄存器。