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更新：2020/04/26。
内容目录
1.arm寄存器通用寄存器程序状态寄存器2.CPSR寄存器详解CPSR与CPSR_c的区别
本系列文章整理了arm的相关基础知识，内容整理自网络，初衷是想让零散的知识更具体系化和系统化。
从事嵌入式arm开发，还是有必要了解下arm的寄存器。虽然现在不要求会写汇编，但是作为一个资深工程师，我们还是需要有读懂汇编代码的能力。
分析内核代码，也少不了与汇编打交道，而汇编语言和平台架构紧密结合，基本都是在操作寄存器。我们今天来学习下arm寄存器。
1.arm寄存器
ARM 处理器一般共有 37 个寄存器，其中包括：
（1） 31 个通用寄存器，包括 PC（程序计数器）在内，都是 32 位的寄存器。
（2） 6 个状态寄存器，都是 32 位的寄存器。这6个包括1个CPSR，5个不同处理器模式下的SPSR。
需要知道ARM处理器共有7种不同的处理器模式：
用户模式（User），
快速中断模式（FIQ），
普通中断模式（IRQ），
管理模式（Svc），
数据访问中止模式（Abort），
未定义指令中止模式（Und），
系统模式（Sys），
用户进程通常运行于用户模式，通过中断、系统调用、异常进入其他模式。系统模式可以理解为进入内核态。中断模式很容易理解，未定义指令中止模式我举个例子。内核代码有时候怕程内存越界，会在边界处赋值一条不存在的指令值，比如0xdead之类，执行到此处便会陷入未定义指令异常模式。数据访问中止模式最常见的就是访问了不该访问的内存空间，或者是内核时刻在发生的缺页异常。
有点见识的同学可能知道arm的处理器有r0 - r15，其中：
r13又称 sp ，即堆栈寄存器；
r14又称 lr ，即链接寄存器；
r15又称 pc ，即程序计数器。
在汇编代码里通常不会写r13，r14，r15，都会用其别名，因为看起来意思比较明确。
这样算起来只有16个，一般的cpu都会有状态寄存器，还记得51单片机吗，它也有一个程序状态寄存器，叫 PSW 。
程序状态寄存器通常用来保存指令执行后的状态，比如加法操作产生了进位，会置位进位状态位。
arm也有程序状态寄存器，叫 cpsr（current program status register）。还有备份程序状态寄存器，叫spsr。SPSR是用来保存中断前的CPSR中的值，以便在中断返回之后恢复处理器程序状态。
在每一种处理器模式中有一组相应的寄存器。在任意一种处理器模式下，可见的寄存器包括15个通用寄存器（R0~R14）、一个或者二个状态寄存器以及程序计数器（PC）。在所有的寄存器中，有些是各模式共用同一个物理寄存器，有些寄存器是各个模式自己拥有独立的物理寄存器，所以导致arm一共有37个寄存器。任何处理器模式下arm只有一个cpsr，而spsr有多个，不同的异常模式对应一个，由于用户模式（User）和系统模式（sys）不属于异常模式，所以spsr只有5个。
其中 r0~r3 主要用于子程序间传递参数， r4~r11 主要用于保存局部变量，但在 Thumb 程序中，通常只能使用 r4~r7 来保存局部变量；r12 用作子程序间scratch寄存器，即 ip 寄存器；r13 通常用做栈指针，即 sp；r14 寄存器又被称为连接寄存器（lr），用于保存子程序以及中断的返回地址；r15 用作程序计数器（pc），由于 ARM 采用了流水线机制，当正确读取了 PC 的值后，该值为当前指令地址加8个字节，即 PC 指向当前指令的下两条指令地址。
总结一下，这37个寄存器如下：
通用寄存器
知道r0-r7为啥叫不分组寄存器了吧，因为任何模式下只有1个。需要注意的是，分组寄存器只有在处于相应的模式下才能使用，比如r13_abt，只有处于数据访问中止模式下才能使用。
程序状态寄存器
2.CPSR寄存器详解
所有处理器模式下都可访问当前程序状态寄存器CPSR。CPSR中包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态和控制信息。在每种异常模式下都有一个对用的程序状态寄存器SPSR。当异常出现时，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。
我们来看下这32位的程序状态寄存器究竟保存了哪些状态。
(1)条件码标志
N、Z、C、V，最高4位称为条件码标志。ARM的大多数指令可以条件执行的，即通过检测这些条件码标志来决定程序指令如何执行。
各个条件码的含义如下：
N：在结果是有符号的二进制补码情况下，如果结果为负数，则N=1；如果结果为非负数，则N=0。
Z：如果结果为0，则Z=1;如果结果为非零，则Z=0。
C：其设置分一下几种情况：
对于加法指令（包含比较指令CMN），如果产生进位，则C=1;否则C=0。
对于减法指令（包括比较指令CMP），如果产生借位，则C=0;否则C=1。
对于有移位操作的非法指令，C为移位操作中最后移出位的值。
对于其他指令，C通常不变。
V：对于加减法指令，在操作数和结果是有符号的整数时，如果发生溢出，则V=1;如果无溢出发生，则V=0;对于其他指令，V通常不发生变化。
(2)控制位的作用在图中可以看出，在这里就不阐述了。
CPSR与CPSR_c的区别
CPSR_c指的是CPSR的低8位控制位
CPSR有4个8位区域：标志域（F）、状态域（S）、扩展域（X）、控制域（C）
C 控制域屏蔽字节(psr[7:0])
X 扩展域屏蔽字节(psr[15:8])
S 状态域屏蔽字节(psr[23:16])
F 标志域屏蔽字节(psr[31:24])
所以我们在看到cpsr_cxsf时不要惊讶，它其实就是cpsr。
cpsr和spsr指令比较特殊，只能用msr和mrs这两条指令进行操作，用于在状态寄存器和通用寄存器之间传送数据。如：
mrs r0, cpsr ;读取cpsr中的值
bic r0, r0, #0x1F ;修改，去除当前处理器模式
orr r0, r0, #0x13 ;修改，设置特权模式
msr cpsr_c, r0 ;写回，仅仅修改CPRS中的控制位
关于这两条指令我们点到即止，不做过多介绍，网上有很多文章。
每天进步一点点……
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