數據類型

這是 ARM 匯編基礎知識系列教程的第二部分，涉及數據類型和寄存器。

與高級語言類似，ARM支持對不同數據類型的操作。我們可以加載（或存儲）的數據類型可以是有符號和無符號字、半字或字節。這些數據類型的擴展是。-h或-sh用于半字，-b或-sb用于字節，而字則沒有擴展。有符號和無符號數據類型之間的區別是。

有符號的數據類型可以容納正值和負值，因此范圍較小。

無符號數據類型可以保存大的正值（包括 "零"），但不能保存負值，因此范圍更廣。

下面是一些例子，說明這些數據類型如何與指令Load和Store一起使用。

大小端

在內存中，有兩種查看字節的基本方法。小端（LE）或大端（BE）。區別在于一個對象的每個字節在內存中的存儲順序。在像英特爾x86這樣的小端機器上，最不重要的字節被存儲在最低地址（最接近零的地址）。在big-endian機器上，最重要的字節被存儲在最低地址。ARM架構在第3版之前是小-endian，從那時起，它是雙-endian，這意味著它有一個允許可切換endianness的設置。例如，在ARMv6中，指令是固定的小字節，數據訪問可以是小字節或大字節，由程序狀態寄存器（CPSR）的第9位（E位）控制。

ARM寄存器

寄存器的數量取決于ARM的版本。根據ARM參考手冊，除了基于ARMv6-M和ARMv7-M的處理器外，有30個通用的32位寄存器。前16個寄存器可在用戶級模式下訪問，其他寄存器可在特權軟件執行中使用（ARMv6-M和ARMv7-M例外）。在本系列教程中，我們將處理在任何特權模式下都可以訪問的寄存器：r0-15。這16個寄存器可以分成兩組：通用寄存器和特殊用途寄存器。

下表展示了ARM寄存器與Intel處理器中的寄存器之間的關系。

R0-R12：在普通操作中可用于存儲臨時值、指針（存儲器的位置）等。例如，R0在進行算術運算時可作為累加器，或用于存儲先前調用的函數的結果。R7在處理系統調用時變得非常有用，因為它存儲了系統調用的編號，R11幫助我們跟蹤堆棧上的邊界，作為框架指針（將在后面介紹）。此外，ARM的函數調用慣例規定，函數的前四個參數存儲在寄存器r0-r3中。

R13：SP（堆棧指針）。堆棧指針指向堆棧的頂部。堆棧是一個用于特定函數存儲的內存區域，在函數返回時被回收。因此，堆棧指針用于分配堆棧的空間，方法是用堆棧指針減去我們要分配的值（以字節為單位）。換句話說，如果我們想分配一個32位的值，我們從堆棧指針中減去4。

R14：LR（鏈接寄存器）。當一個函數被調用時，鏈接寄存器被更新為內存地址，引用函數啟動的下一條指令。這樣做允許程序在 "子 "函數完成后返回到啟動 "子 "函數的 "父 "函數。

R15：PC（程序計數器）。程序計數器根據所執行的指令的大小自動遞增。這個大小在ARM狀態下總是4字節，在THUMB模式下是2字節。當一個分支指令被執行時，PC保存目標地址。在執行過程中，PC在ARM狀態下存儲當前指令的地址加8（兩條ARM指令），在Thumb（v1）狀態下存儲當前指令加4（兩條Thumb指令）。這與x86不同，x86的PC總是指向要執行的下一條指令。

讓我們看看PC在調試器中是如何表現的。我們用下面的程序將PC的地址存入r0，并包括兩條隨機指令。讓我們看看會發生什么。

在gdb中我們在_start處設定一個斷點

如下是運行的結果:

我們可以看到，PC持有將被執行的下一條指令（mov r0, pc）的地址（0x8054）。現在讓我們執行下一條指令，之后R0應該持有PC的地址（0x8054）,對嗎?

...對嗎？錯了。看看R0中的地址。當我們期望R0包含先前讀取的PC值（0x8054）時，它卻包含了比我們先前讀取的PC值（0x805c）提前兩條指令的值。從這個例子中你可以看到，當我們直接讀取PC時，它遵循PC指向下一條指令的定義；但在調試時，PC指向當前PC值前面的兩條指令（0x8054 + 8 = 0x805C）。這是因為較早的ARM處理器總是在當前執行的指令之前獲取兩條指令。ARM保留這一定義的原因是為了確保與早期處理器的兼容性。

當前程序狀態寄存器

當你用gdb調試一個ARM二進制文件時，你會看到一個叫做Flags的東西。

寄存器$cpsr顯示了當前程序狀態寄存器（CPSR）的值，在它下面可以看到Flagsthumb, fast, interrupt, overflow, carry, zero, and negative。這些標志代表了CPSR寄存器中的某些位，并根據CPSR的值來設置，激活時變成粗體。N、Z、C和V位與x86上EFLAG寄存器中的SF、ZF、CF和OF位相同。這些位被用來支持匯編級的條件和循環的條件執行。我們將在第6部分 "條件執行和分支 "中介紹使用的條件代碼。