一、ARM工作狀態下的寄存器組織

ARM微處理器共有37個32位寄存器，其中31個為通用寄存器，6個位狀態寄存器。但是這些寄存器不能被同時訪問，具體哪些寄存器是可以訪問的，取決ARM處理器的工作狀態及具體的運行模式。但在任何時候，通用寄存器R14~R0、程序計數器PC（即R15）、一個狀態寄存器都是可訪問的。

通用寄存器通用寄存器包括R0~R15,可以分為3類:(1)未分組寄存器R0~R7(2)分組寄存器R8~R14(3)程序計數器PC(R15)

1.未分組寄存器R0~R7在所有運行模式下,未分組寄存器都指向同一個物理寄存器,它們未被系統用作特殊的用途.因此在中斷或異常處理進行運行模式轉換時,由于不同的處理器運行模式均使用相同的物理寄存器,所以可能造成寄存器中數據的破壞.

2.分組寄存器R8~R14對于分組寄存器,它們每一次所訪問的物理寄存器都與當前處理器的運行模式有關.對于R8~R12來說,每個寄存器對應2個不同的物理寄存器,當使用FIQ(快速中斷模式)時,訪問寄存器R8_fiq~R12_fiq;當使用除FIQ模式以外的其他模式時,訪問寄存器R8_usr~R12_usr.對于R13,R14來說,每個寄存器對應6個不同的物理寄存器,其中一個是用戶模式與系統模式共用,另外5個物理寄存器對應其他5種不同的運行模式,并采用以下記號來區分不同的物理寄存器:R13_R14_其中mode可為:usr,fiq,irq,svc,abt,und.

R13在ARM指令中常用作堆棧指針SP,但這只是一種習慣用法，用戶也可使用其他的寄存器作為堆棧指針,而在Thumb指令集中,某些指令強制性的要求使用R13作為堆棧指針.

由于處理器的每種運行模式均有自己獨立的物理寄存器R13，在用戶應用程序的初始化部分，一般都要初始化每種模式下的R13，使其指向該運行模式的棧空間。這樣，當程序的運行進入異常模式時，可以將需要保護的寄存器放入R13所指向的堆棧，而當程序從異常模式返回時，則從對應的堆棧中恢復，采用這種方式可以保證異常發生后程序的正常執行。

R14稱為子程序鏈接寄存器LR(Link Register),當執行子程序調用指令(BL)時,R14可得到R15(程序計數器PC)的備份.

在每一種運行模式下，都可用R14保存子程序的返回地址，當用BL或BLX指令調用子程序時，將PC的當前值復制給R14，執行完子程序后，又將R14的值復制回PC，即可完成子程序的調用返回。以上的描述可用指令完成。執行以下任意一條指令：

MOV PC, LRBX LR在子程序入口處使用以下指令將R14存入堆棧：
STMFD SP！,{<registers>, LR} 對應的，使用以下指令可以完成子程序返回：
LDMFD SP！,{,PC}R14也可作為通用寄存器。
3,程序計數器PC(R15)寄存器R15用作程序計數器(PC),在ARM狀態下,位[1:0]為0,位[31:2]用于保存PC,在Thumb狀態下,位[0]為0,位[31:1]用于保存PC.由于ARM體系結構采用了多級流水線技術，對于ARM指令集而言，PC總是指向當前指令的下兩條指令的地址,即PC的值為當前指令的地址值加8個字節程序狀態寄存器。
需要注意的是當使用STR/STM保持R15時，保存的可能是當前指令地址值加8字節，也可能是加12字節，到底是哪種方式，取決于芯片具體設計方式。可以通過代碼開驗證芯片使用的是哪種實現方式：
SUB R1, PC, #4	 #R1中存放下面STR指令的地址STR PC, [R0]	 #將PC=STR地址+offset保存到R0中LDR R0, [R0]			SUB R0, R0, R1	  #offset = PC - STR地址
4，寄存器R16寄存器R16用作CPSR(CurrentPRogram Status Register，當前程序狀態寄存器)，CPSR可在任何運行模式下被訪問，它包括條件標志位、中斷禁止位、當前處理器模式標志位，以及其他一些相關的控制和狀態位。每一種運行模式下又都有一個專用的物理狀態寄存器，稱為SPSR(Saved Program Status Register，備份的程序狀態寄存器)，當異常發生時，SPSR用于保存CPSR的當前值，從異常退出時則可由SPSR來恢復CPSR。由于用戶模式和系統模式不屬于異常模式，它們沒有SPSR，當在這兩種模式下訪問SPSR，結果是未知的