Armv7的寄存器介绍

一、介绍

ARMv7 架构下核心寄存器分为通用寄存器、程序状态寄存器、专用寄存器三类，不同模式下部分寄存器有备份（banked），作用如下：

1. 通用寄存器 (R0-R15)

- R0-R7：未备份通用寄存器，所有处理器模式共享，用于临时数据存储、函数参数传递与返回值传递。

- R8-R12：部分备份寄存器，FIQ 模式有独立备份（R8_fiq-R12_fiq），避免 FIQ 中断处理破坏原有数据。

- R13 (SP)：栈指针寄存器，各模式有独立备份，存放当前模式下栈顶地址。

- R14 (LR)：链接寄存器，各模式有独立备份，保存函数调用的返回地址或异常处理的返回地址。

- R15 (PC)：程序计数器，存储下一条要执行的指令地址，ARM 状态下指向当前指令 + 8 字节。

2. 程序状态寄存器 (CPSR/SPSR)

- CPSR：当前程序状态寄存器，记录 ALU 运算标志（N/Z/C/V）、中断屏蔽位（I/F）、处理器模式位（M[4:0]）等，所有模式共享。

- SPSR：备份程序状态寄存器，仅异常模式拥有，用于保存进入异常前的 CPSR 值，异常返回时恢复 CPSR。

3. 专用寄存器

- 包括 CP15 协处理器寄存器（用于存储系统控制、内存管理、缓存配置等信息）、TPIDRPRW（线程 ID 寄存器）等，负责架构的底层控制与扩展功能。

二、不同模式下的寄存器

ARMv7 支User/System/IRQ/FIQ/SVC/Abort/Undefined 7 种模式，其中 User/System 为非异常模式，其余为异常模式，不同模式下寄存器的 banked（备份）情况不同，映射如下:

说明：

1. System 模式与 User 模式寄存器完全相同，无 SPSR，用于运行特权级系统任务。

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2. FIQ 模式对 R8-R12 额外备份，目的是减少中断处理时的寄存器入栈开销，提升响应速度。

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3. 所有异常模式均有独立的 R13/R14 和 SPSR，避免异常处理破坏原模式的运行上下文