首先对应ARM架构，如果处理的是存储器中的数据，就需要将数据从存储器加载到寄存器中。

        在M3和M4处理器中，共有16个寄存器，其中13个是通用用途的寄存器，3个为特殊用途的寄存器

通用目的寄存器：R0-R12

        这13个寄存器为通用的寄存器，前面八个R0-R7为低位寄存器，许多16位指令只能访问低寄存器，R8-R12为高寄存器，可以用于32位指令和少部分16位指令。不论是低寄存器还是高寄存器，它们的初始值都是未定义的

栈指针：R13或者叫SP

        该寄存器可以通过PUSH和POP操作实现栈存储的访问（压栈和出栈），如上图所示，存在两个栈指针，MSP（主栈指针）和PSP（进程栈指针），其中MSP为默认指针，在复位后或者处理器处于处理模式的时候使用；PSP则只能用于线程模式。栈指针的选择由特殊寄存器CONTRO决定。

链接寄存器：R14也叫LR

        该寄存器用于函数或者子程序调用时返回地址的保存。在函数或者子函数结束时，程序控制可以通过将LR的数值加载到程序计数器PC中返回调用程序处并继续执行。在执行函数调用后，LR的值会自动更新。若某函数需要调用另外一个函数，则它需要将LR的数值保存到栈中，否则，当执行了函数调用后LR的当前值会丢失。

        在异常处理期间，LR会被自动更新为特殊的EXC_RETURN数值，之后该数值会在异常处理结束的时候触发异常返回（可以根据这个特点很有效的解决硬件错误的问题）

程序计数器：R15或者PC

        该寄存器是可读可写的，读操作返回当前指令地址+4。写操作会引起跳转操作。PC存储的是当前指令的下一条指令。

        多数情况下，跳转和调用由专门的指令实现，利用数据处理指令更新PC的情况很少，但是在访问位于程序存储器中的字符数据时，PC数值非常有用，存储器读操作经常将PC作为基地址寄存器，而地址偏移由指令中的立即数生成。

特殊寄存器

        除了上述那16个寄存器外，处理器中还存在多个特殊寄存器，这些寄存器表示处理器的状态、定义了操作状态和中断/异常屏蔽。在开发嵌入式系统或需要高级中断屏蔽特性时就要访问他们。

        特殊寄存器未经过存储器映射时，可以使用MSR和MRS等访问指令进行访问。

               

（1）程序状态寄存器

        主要包括这三个状态寄存器：

                a.应用PSR（APSR）

                b.执行PSR（EPSR）

                c.中断PSR（IPSR）

（2）PRIMASK、FAULTMASK、BASEPRI寄存器

        这三个寄存器都用于异常或者中断屏蔽，每个异常都具有一个优先等级，数值越小的优先级高，反之亦然。这些寄存器可以基于优先等级屏蔽异常，但是只有在特权访问等级才可以对它们进行操作（非特权状态下写操作会被忽略，读出为0）。它们默认为0，也就是屏蔽异常中断不起作用。

        如图所示，PRIMASK寄存器为1位宽的中断屏蔽器，在为1时，会阻止不可屏蔽中断（NMI）和HardFault异常之外的所有异常（包括中断）。实际上是将当前异常优先级提升到0，这也是可编程异常/中断的最高优先级。常应用于对时间要求很严格的进程中禁止所有中断，进程结束之后复位重新使能。

        FLAUTMASK寄存器与PRIMASK类似，但是FLAUMASK可以屏蔽HardFault异常，也就是将优先等级提升到-1。FLAUMASK在异常返回时会自动清除。

        BASEPRI寄存器会根据优先级等级屏蔽异常和中断。为0时不起作用，非0时，会屏蔽具有相同或者更低优先级的异常（中断），更高优先级还可以被处理器接受。

        CMSIS-CORE提供多种方式访问这些寄存器，但是想要访问这些寄存器需要再特权级等级下访问。

x =_ get_BASEPRI();//读BASEPRI寄存器

x =_ get_ _PRIMARK();//读PRIMASK寄存器

x =_ _get_FAULTMASK();//读FAULTMASK寄存器

_set_ _BASEPRI(x);//设置BASEPRI的新数值

_set_ PRIMASK(x);//设置PRIMASK的新数值

_set_ FAULMASK(x);//设置FAULTMASK的新数值

_disable_ irq();//设置PRIMASK,禁止IRQ

_enable_ irq();//清除PRIMASK,使能IRQ

       

                

     （3）CONTROL寄存器

                该寄存器定义了：

                a.栈指针的选择（MSP，PSP）

                b.线程模式的访问等级（特权/非特权）

                在M4内核中，CONTROL寄存器有一位表示当前正在执行的代码是否使用浮点单元。

                CONTROL寄存器只能在特权访问等级进行修改操作，读取操作无限制。CONTROL寄存器的位域如图所示；

        ​​​​​​​              ​​​​​​​        

复位后,CONTROL寄存器默认为0,这也就意味着处理器此时处于线程模式、具有特权访问权限以及使用主栈指针。通过写CONTROL寄存器,特权线程模式的程序可以切换栈指针的选择或进人非特权访问等级,如下图所示。不过,nPRIV(CONTROL的第0位)置位后,运行在线程模式的程序就不能访问CONTROL寄存器了。

        ​​​​​​​        

        运行在非特权等级的程序无法再切换回特权访问等级,这样就提供了一个基本的安全模 型。例如,嵌人式系统中可能会具有运行在非特权访问等级的不受信任的应用,这些应用的访 问权限就需要受到限制,以免不可靠的程序引起整个系统的崩溃。         若有必要将处理器在线程模式切换回特权访问等级，则需要使用异常机制。在异常处理期间,处理程序可以清除nPRIV位,如图所示。在返回到线程模式后，处理器就会进入特权访问等级。

在C中的使用

使用方式

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