Nios II 寄存器

Nios II处理器包含32个通用寄存器、6个控制寄存器。该结构支持管理模式和用户模式，防止控制寄存器受到出错程序的破坏。

通用寄存器

32个通用寄存器分别为r0～r31。

在这些通用寄存器中，有些寄存器还具有供汇编程序识别的特殊名称。这些通用寄存器的功能如下。

zero寄存器（r0）总是返回0，对该寄存器写操作无效。Nios II无清零指令，常用r0对寄存器清零。

r1或at在汇编程序中常用做临时变量寄存器。

r2，r3用于存放子程序的返回值。

r4～r7用来传递4个非浮点参数给一个子程序。r4传递第一个参数，r5传递第二个参数，依此类推。若四个寄存器不够传递参数，编译器将通过堆栈来传递。

r8～r15用于子程序调用，子程序可以使用其中的值而不用保存它们。但调用者必须清楚：这些寄存器中的值可能被一次子程序调用改变，所以调用者有责任保存它们。

r16～r23用于子程序调用，子程序必须保证这些寄存器中的值在调用前后保持不变，即要么在子程序执行时不使用它们，要么使用前把它们保存在堆栈中并在退出时恢复。

r24或et在异常处理时使用。使用时，可以不恢复原来的值。该寄存器很少做其他用途。

r25或bt在程序断点处理时使用。使用时，可以不恢复原来的值。该寄存器很少作其他用途。

r26或gp是全局指针。指向静态数据区中一个运行时临时决定的地址。存取位于gp值上下32KB范围内的数据时，只需要一条以gp作为基指针的指令即可完成。

r27或sp是堆栈指针。Nios II没有专门的出栈（POP）、入栈（PUSH）指令，在子程序入口处，sp指向栈底部，以sp为基址，用寄存器基址＋偏移地址的方式来访问栈中的数据。

r28或fp是帧指针，习惯上用于跟踪栈的变化和维护运行环境。

r29或ea用于保存异常处理时的程序返回地址。

r30或ba用于保存程序断点处理的程序返回地址。

r31或ra用于保存子程序调用的返回地址。

控制寄存器

6个控制寄存器分别为ct10～ct15。所有控制器都有供汇编程序识别的特殊名称，如表9.3所示。控制寄存器的访问与通用寄存器不同，只有特殊控制寄存器读/写指令指令rdctl和wrctl才可以读/写控制寄存器。控制寄存器只有在管理模式才可被访问。

控制寄存器的功能如下所述。

status状态寄存器：只有第1位和第0位有意义。第1位U反映处理器当前状态。'1'表示处于用户态（User-mode），'0'表示处于超级用户态（Supervisor Mode）；第0位PIE是处理器中断允许位，'1'表示处理器允许外设中断，'0'表示处理器禁止外设中断，PIE为1时，中断是否被处理还要看 ienable寄存器的值。

estatus寄存器：在异常处理时保存status寄存器内容。其中EPIE位被定义，它保存了status寄存器中的PIE位。异常处理程序能检测estatus寄存器，以确定处理器的异常状态。中断返回时，eret指令将estatus寄存器值复制回status寄存器，恢复异常发生前的 status内容。

bstatus寄存器：在处理断点时保存status寄存器内容。其中BPIE位被定义，它保存了status寄存器中的PIE位。当断电发生时，status寄存器将被复制到bstatus寄存器中，利用bstatus寄存器可恢复status寄存器断点之前的内容。

ienable寄存器：控制外部硬件中断的处理。寄存器中的每一位控制一个中断输入，共有32个中断输入irq0～irq31。1表示中断允许，0表示中断禁止。

ipending寄存器：其值用来表示此时哪个中断已注册。某位为1表示相应的irq输入有效且相应的中断在ienable寄存器中已被允许。

cpuid寄存器：主要是在多处理器系统中，保持一个唯一标识处理器的静态值。cpuid寄存器的值在系统创建时就已确定。

影子寄存器

指某些寄存器的镜像寄存器，用于与原始寄存器同步，但当进入某些Exception Handler处理时，Raw寄存器值发生变化，而Shadow寄存器值不变，
这样出Handler时，Raw寄存器值可从Shadow寄存器恢复。