6、ARM 寄存器与数据处理指令详解

ARM 寄存器与数据处理指令详解

1. 寄存器概述

ARM 有多个用于存储、跟踪和处理信息的内部区域，这些区域被称为寄存器。在用户模式下，有 16 个寄存器可用，每个寄存器可容纳一个字（4 字节）的信息。以下是各寄存器的功能：
| 寄存器 | 功能 |
| ---- | ---- |
| R0 - R12 | 可随时使用 |
| R11 | 帧指针 |
| R13 | 栈指针 |
| R14 | 链接寄存器 |
| R15 | 程序计数器 |

寄存器的一个关键功能是保存地址，即可以保存指向树莓派内存映射中任意位置的数字。GCC 汇编器允许使用上述标签来引用这些寄存器，例如 R0 和 R10。

LDR 和 STR 指令用于以多种方式从内存加载寄存器和将寄存器存储到内存，示例如下：

LDR R1,[R5] @ Load R1 with contents of loc in R5
STR R1,[R6] @ Store R1 contents at addr in R6

在这两个示例中，一个寄存器应包含内存地址，方括号表示该寄存器包含地址，这种规范称为寻址模式，ARM 有多种寻址模式。

2. 重要寄存器详解

2.1 程序计数器（R15）

程序计数器 R15 非常重要，如果使用不当，整个程序可能会崩溃。它的功能是跟踪程序在执行机器代码时的位置，实际上，PC 保存下一条要获取的指令的地址。GCC 汇编器允许使用 PC 以及 R15 来引用程序