IAR組込講座 2014年1月号 Cortex M(ARMマイコン) のレジスタ構成について www.iar.com CortexM3のレジスタ構成 MSP PSP R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13(SP) R14(LR) R15(PC) ｘPSR PRIMASK 汎用的に使えるレジスタ R0～R12 さらに、R0～R7までを下位レジスタ R8～R12までを上位レジスタと呼びます。 R13はスタックポインタとして使用します。 2つ有り切り替えて使用することができます。 R14は関数の返りアドレスを保存するリンクレジスタとして使用します。 R15はプログラムの実行アドレスを示すPCに使用します。 xPSRは実行状態を示します。演算結果フラグ、割り込み番号、使用する命令セット（Thumb系か否か)。 NMIとHardFault割り込みの許可・禁止を制御する NMI以外の割り込みの許可・禁止を制御する FAULTMASK www.iar.com BASEPRI 特定の優先度または低い割込みを禁止 CONTROL 使用するスタックの指定、特権/ユーザ・レベル。 PSR：プログラム・ステータス・レジスタ • ３つのステータスレジスタが組み合わさって表示。 31 30 29 28 27 N Z C V Q 26:25 24 15:10 T ICI/IT ICI/IT 9 9:0 例外番号 xPSR アプリケーションPSR N Z C V Q 例外番号 ICI/IT T 割込みPSR 実行PSR ICI/IT ビット説明ビット説明 N 負 ICI/IT Z ゼロ中断可能で中断後から継続可能な命令(ICI)ビット、 IF-then命令の実行状況ビット。 C キャリーまたはボロー T Thumb状態 V オーバーフロー例外番号プロセッサが操作している例外を示す。 Q スティッキ飽和フラグ www.iar.com 特権モードとスタック • CONTROLレジスタの0ビットを操作することで、特権→ ユーザに変更可能。 1 31 0 0：スレッドモード特権(reset時) 1：スレッドモードでユーザ状態 CONTROL 0：スレッドモードでデフォルトスタック（MSP)を使用１：スレッドモードで代替スタック(PSP)を使用特権ユーザ割込み/例外ハンドラモードメインプログラムを実行スレッドモードスレッドモードすべてのレジスタ/特殊レジスタ NVIC,SysTick, SCBなどの周辺にアクセスできるスペシャルレジスタへのアクセスに制限。 NVIC、SysTick、SCBにアクセスできない。 www.iar.com CortexM0+,M3,ARM7のレジスタの違い • CortexM系とARM系はかなり異なります。 TDMI(ARM V4T) 割込みの設定が増加 R0～R15は同様に見えるが、動作モードによって切り替えられるため割込み時の動作がCortexM系と異なる。 www.iar.com 関数呼び出し時のレジスタの使い方 • 関数の引数 • 32ビット以下の変数であれば、R0～R3を使用し、 • ４つを超える場合にはスタックを利用する。 • 詳細は、EWARMのC/C++開発ガイド • 関数の返り値 • 32ビットの場合は、R0を使用。 • 64ビットの場合は、R0+R1を使用。 www.iar.com をご覧ください。 Thumb2の関数呼び出し/戻りパターン例 • 関数を呼ぶときにはBL命令を用います。 0x1950: 0x9800 LDR 0x1952: 0xf7ff 0xffe3 BL 0x1956: 0x9000 STR • R0, [SP] f1 R0, [SP] 引数をR0に入れてBL命令でラベルf1にジャンプ、このときLRに戻りアドレス 0x1956（＋1)がセットされる。関数から戻るときはいろいろですが、BX,POPなどが使用されます。 f1: 0x191c: 0x1c40 0x191e: 0x4770 ADDS BX R0, R0, #1 LR f2: 0x1920: 0x1922: 0x1926: 0x1928: www.iar.com 0xb580 0xf7ff 0xfffb 0x1c40 0xbd02 PUSH BL f1 ADDS {R7, LR} POP {R1, PC} R0, R0, #1 BX命令は、LRの内容にジャンプ（PCにセット）する。スタックに積んだLRを POP命令で直接PCにセットする。