1、ARM內核寄存器組（M3為例）??

Cortex‐M3 處理器擁有?R0‐R15 的寄存器組。其中 R13 作為堆棧指針 SP。SP 有兩個，但在同一 時刻只能有一個可以看到，這也就是所謂的“banked”寄存器。

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R0-R12：通用寄存器?

? 通用寄存器，用于數據操作。比如我們常用的加減乘除。MOV R0，#1（給R0寄存器賦值1）

R13(SP): 兩個堆棧指針：

??主堆棧指針（MSP）：復位后缺省使用的堆棧指針，用于操作系統(tǒng)內核以及異常處理例程（包 括中斷服務例程）?

? 進程堆棧指針（PSP）：由用戶的應用程序代碼使用。

R14（LR）：連接寄存器

? ?當我們的程序調用子程序時，PC寄存器的值被改變，執(zhí)行完子程序，想要返回主程序執(zhí)行，就需要將PC修改回，調用子程序之前的地址。這個地址就存儲在LR當中。

R15? (PC)：程序計數寄存器

? PC寄存器指向我們當前運行程序的地址，修改PC寄存器的值能夠改變程序的執(zhí)行位置。

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程序的執(zhí)行就是內核根據PC中的地址，找到程序執(zhí)行位置，對內存中的程序進行讀取，期間通過通用寄存器進行數據的存儲運算。

2、內存映射（M3為例）

內核可以直接讀寫R0、R2、PC這些寄存器，但是我們在單片機的程序設計中經常需要控制片上外設，像GPIO、USART、IIC等這些外設有自己獨立的寄存器，該怎么去訪問？

???前面的內容介紹過了，內核使用通用寄存器進行數據的運算，PC的讀寫控制程序執(zhí)行的地址，返回地址用LR進行存儲，外面的寄存器肯定是不能這樣了。但是內核可以通過對內存的讀寫操作來讀寫內核外部的寄存器。下面我們先來看下M3內核的內存映射圖。

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?在內存映射中有程序的存儲地址、 外圍設備地址等。硬件結構上，片上外設的寄存器連在了外圍設備這段地址上（0X40000000--0x5FFFFFFF）

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?這里我們再看個片上外設的寄存器，以GPIO的為例。

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這個寄存器是控制GPIO端口模式的，我們可以看到偏移地址為0x00，這里還需要個基地址，基地址加上偏移地址就是我們寄存器的準確地址了。

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基地址我們可以理解為在上面的存儲器映射表中，0X40000000開始接片上外設的寄存器，這個地址就可以理解為基地址，偏移地址就是在這個地址的基礎上向上偏移了多少，接的我們需要使用的寄存器。當然實際中，這段 0X40000000開始的地址還會被細分，比如我們的GPIOA、GPIOB。但是追根到底是我們需要用到的每一個寄存器，都會在這上面找到一個具體的地址，這個地址就相當于內核對外的接口，一共排列了4G大小的長度，寄存器在某一個位置通過導線連接這樣就能夠和內核通信了。

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??我們控制時，以上面的寄存器為例，內核對該寄存器的地址0和1位寫11就可以控制PIN0引腳為模擬模式了。這里的可以看到32位一個分成了16組，每2位控制一個PIN引腳。

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??再舉個例子如果我們想將GPIOA的第0個引腳，即PA0配置為通用輸出模式，那么我們就可以找到GPIOA的端口模式寄存器地址，然后直接給這個地址里的0和1位分別賦值1和0。

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一個完整鏡像的程序入口：

對于在flash中存儲的一個完整的程序代碼，其起始部分應該為向量表，向量表的內容格式固定如下表(參考《cortex-M3權威指南》7.3節(jié))

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上電后的向量表：

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由表可知，對于起始存儲地址為0的一段完整程序，其首地址處存放的是MSP的初始值，偏移4字節(jié)的地址處存放的是PC指針的初始值，我們要運行這段完整的程序，只需將這段完整程序的SP、PC初始值賦給SP和PC寄存器即可，具體實現(xiàn)的函數如下：

__asm void?boot_jump(uint32_t?address)

{

? ?LDR SP, [R0] ? ? ;

? ?LDR PC, [R0, #4] ;

}

對于此函數的解釋：__asm是MDK的編譯器提供的嵌入匯編的指令

函數體中兩行匯編代碼的功能分別為：

LDR??SP, [R0]:把R0中的值作為地址，將此地址中的值賦給SP

LDR??PC ,[R0, #4]:把R0中的值加4作為地址，將此地址中的值賦給PC

這里涉及到一個問題，r0中的值是什么？我們根據ATPCS（ARM-THUMBprocedure call standard）可知，對于參數少于等于4的函數，參數是通過R0~R3傳遞的，第一個參數放在R0中，依次類推。所以這里的R0存放的正式UserApp的起始地址，回過頭再看前面的兩行匯編代碼，它們做的事正是將UserApp的SP、PC初始值賦給相應寄存器，達到開始運行UsrApp的目的。

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