003-状态寄存器

CPU内部的寄存器中,有一种特殊的寄存器(对于不同的处理器,个数和结构都可能不同).这种寄存器在ARM中,被称为状态寄存器就是CPSR(current program status register)寄存器 CPSR和其他寄存器不一样,其他寄存器是用来存放数据的,都是整个寄存器具有一个含义.而CPSR寄存器是按位起作用的,也就是说,它的每一位都有专门的含义,记录特定的信息.

注:CPSR寄存器是32位的

CPSR的低8位&＃xff08;包括I、F、T和M[4&＃xff1a;0]&＃xff09;称为控制位&＃xff0c;程序无法修改,除非CPU运行于特权模式下,程序才能修改控制位!
N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变&＃xff0c;并且可以决定某条指令是否被执行!意义重大!

N&＃xff08;Negative&＃xff09;标志

CPSR的第31位是 N&＃xff0c;符号标志位。它记录相关指令执行后,其结果是否为负.如果为负 N &＃61; 1,如果是非负数 N &＃61; 0.

注意,在ARM64的指令集中,有的指令的执行时影响状态寄存器的,比如add\sub\or等,他们大都是运算指令(进行逻辑或算数运算)&＃xff1b;

Z(Zero)标志

CPSR的第30位是Z&＃xff0c;0标志位。它记录相关指令执行后,其结果是否为0.如果结果为0.那么Z &＃61; 1.如果结果不为0,那么Z &＃61; 0.

对于Z的值,我们可以这样来看,Z标记相关指令的计算结果是否为0,如果为0,则N要记录下"是0"这样的肯定信息.在计算机中1表示逻辑真,表示肯定.所以当结果为0的时候Z &＃61; 1,表示"结果是0".如果结果不为0,则Z要记录下"不是0"这样的否定信息.在计算机中0表示逻辑假,表示否定,所以当结果不为0的时候Z &＃61; 0,表示"结果不为0"。

C(Carry)标志

CPSR的第29位是C&＃xff0c;进位标志位。一般情况下,进行无符号数的运算。加法运算&＃xff1a;当运算结果产生了进位时&＃xff08;无符号数溢出&＃xff09;&＃xff0c;C&＃61;1&＃xff0c;否则C&＃61;0。减法运算&＃xff08;包括CMP&＃xff09;&＃xff1a;当运算时产生了借位时&＃xff08;无符号数溢出&＃xff09;&＃xff0c;C&＃61;0&＃xff0c;否则C&＃61;1。

对于位数为N的无符号数来说&＃xff0c;其对应的二进制信息的最高位&＃xff0c;即第N - 1位&＃xff0c;就是它的最高有效位&＃xff0c;而假想存在的第N位&＃xff0c;就是相对于最高有效位的更高位。如下图所示&＃xff1a;

进位

我们知道&＃xff0c;当两个数据相加的时候&＃xff0c;有可能产生从最高有效位向更高位的进位。比如两个32位数据&＃xff1a;0xaaaaaaaa &＃43; 0xaaaaaaaa,将产生进位。由于这个进位值在32位中无法保存&＃xff0c;我们就只是简单的说这个进位值丢失了。其实CPU在运算的时候&＃xff0c;并不丢弃这个进位制&＃xff0c;而是记录在一个特殊的寄存器的某一位上。ARM下就用C位来记录这个进位值。比如&＃xff0c;下面的指令

mov w0,#0xaaaaaaaa&＃xff1b;0xa 的二进制是 1010 adds w0,w0,w0&＃xff1b; 执行后相当于 1010 <<1 进位1&＃xff08;无符号溢出&＃xff09; 所以C标记为 1 adds w0,w0,w0&＃xff1b; 执行后相当于 0101 <<1 进位0&＃xff08;无符号没溢出&＃xff09; 所以C标记为 0 adds w0,w0,w0&＃xff1b; 重复上面操作 adds w0,w0,w0

借位

当两个数据做减法的时候&＃xff0c;有可能向更高位借位。再比如&＃xff0c;两个32位数据&＃xff1a;0x00000000 - 0x000000ff,将产生借位&＃xff0c;借位后&＃xff0c;相当于计算0x100000000 - 0x000000ff。得到0xffffff01 这个值。由于借了一位&＃xff0c;所以C位用来标记借位。C &＃61; 0.比如下面指令&＃xff1a;

mov w0,#0x0 subs w0,w0,#0xff ; subs w0,w0,#0xff subs w0,w0,#0xff