【經(jīng)驗筆記】Cortex-M4寄存器組介紹

ID:82781 · 發(fā)表于 2015-6-24 17:00

燒完水回來繼續(xù)發(fā)力第三更（呵呵，小說的感覺又來了有木有），嘿嘿，連續(xù)寫了兩篇有點找回了以前的感覺，狀態(tài)頗佳，呵呵，所以還是寫完再去吃飯去吧~
其實本篇內(nèi)容早就想寫出來，畢竟介紹了這么多飛思卡爾的Kinetis但一直沒有專門介紹過它的內(nèi)核——Cortex-M4。因為如果你想深入研究一款片子，了解其內(nèi)核是必要的，所以本篇就先拿出內(nèi)核的基本——寄存器組作為敲門磚開啟我們研究內(nèi)核的大門，呵呵，說的有點大了，不過以后我肯定還會陸續(xù)寫一些內(nèi)核的東西，從深處挖掘知識的應(yīng)用。下面不多說了，進入正題（部分資料參考了Cortex-M3內(nèi)核）：

如上圖，R0~R12為32位通用寄存器，通用寄存器又分為高組和低組，至于通用寄存器的作用（可以回去看看51內(nèi)核的R0~R7）可能有人會說我們用C編程的時候不會考慮它們，只有匯編才會用到，但是實際上無論是在啟動代碼部分還是操作系統(tǒng)移植的時候都會接觸到它們，甚至到以后考慮程序優(yōu)化的時候也會用到的，所以重要性不言而喻，這也是我為什么最開始就介紹它的理由之一。下面就分別介紹下這幾個寄存器（參考了CM3權(quán)威指南部分資料，因為在寄存器組方面CM4和CM3是一樣的）：
（1）通用寄存器R0~R7：為低組寄存器，所有指令都可以訪問，大小為32位，復(fù)位后初始值不定；
（2）通用寄存器R8~R12：為高組寄存器，只有部分的16位Thumb指令可以訪問，32位Thumb-2指令不受限制，大小為32位，復(fù)位后初始值仍然不定；
（3）R13為堆棧指針（即SP，這個應(yīng)該都知道了），CM4內(nèi)核和CM3內(nèi)核是一樣的，有兩個堆棧指針（注意都是共用R13，只不過不能同時訪問罷了，引用R13即引用當前使用的指針（MSP or PSP））。其中MSP（主堆棧指針）即默認的堆棧指針，一般由OS內(nèi)核、異常服務(wù)例程以及所有需要特權(quán)訪問的應(yīng)用程序代碼使用；而PSP（進程堆棧指針）用于常規(guī)的應(yīng)用代碼（即不處于異常服務(wù)例程中時）。
（4）R14為連接寄存器（即LR），主要作用就是保存子程序的返回地址，以便在執(zhí)行完子程序時恢復(fù)現(xiàn)場；
（5）R15為程序計數(shù)器（即PC，這個如果不知道可以放棄編程了，哈哈），可以在程序里直接插入PC以跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的地址（不過不更新LR），所以功能大大滴有用。另外由于CortexM系列采用指令流水線技術(shù)，所以如果讀PC返回值的話應(yīng)該是當前指令的地址+4的，這個需要注意一下。
另外除了通用寄存器之外，CM4的內(nèi)核還包括三組寄存器即程序狀態(tài)寄存器組（PSRs）、中斷屏蔽寄存器組（PRIMASK、FAULTMASK以及BASEPRI）和控制寄存器（Control）：

呼呼，寫到這總算是把寄存器組介紹完畢了，其實大部分是我從CM3的資料里移植過來的，因為CM3和CM4內(nèi)核沒差多少，尤其是寄存器組這塊更是沒有變，所以就借花獻佛了，哈哈，不多說了，餓死了，去吃飯了，enjoy it~
未完待續(xù)~

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