Bộ xử lý ARM, nổi tiếng với hiệu năng và khả năng tiết kiệm năng lượng, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động, hệ thống nhúng và ngày càng nhiều trong máy tính cá nhân. Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ xử lý là số lượng thanh ghi mà nó sở hữu. Vậy, bộ xử lý ARM chứa bao nhiêu thanh ghi hiển thị cho lập trình viên?
Câu trả lời phụ thuộc vào kiến trúc ARM cụ thể mà bạn đang xem xét. Kiến trúc ARM có một lịch sử phát triển lâu dài, với nhiều phiên bản khác nhau được phát hành qua thời gian. Mỗi phiên bản, như ARMv7-A, ARMv8-A và ARMv9-A, đều có thể có một tập hợp thanh ghi hơi khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta có thể khái quát về số lượng thanh ghi thường thấy trong các kiến trúc ARM hiện đại.
Thông thường, một bộ xử lý ARM cung cấp cho lập trình viên 16 thanh ghi đa năng 32-bit. Những thanh ghi này, thường được đánh số từ R0 đến R15, có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu hoặc địa chỉ, tùy thuộc vào ngữ cảnh của lệnh. Việc có nhiều thanh ghi cho phép lập trình viên lưu trữ nhiều biến và giá trị trung gian hơn trong CPU, giảm thiểu việc truy cập vào bộ nhớ, từ đó tăng tốc độ xử lý.
Ngoài 16 thanh ghi đa năng, còn có một số thanh ghi đặc biệt với mục đích cụ thể. Ví dụ, thanh ghi PC (Program Counter) chứa địa chỉ của lệnh tiếp theo sẽ được thực thi. Thanh ghi SP (Stack Pointer) trỏ đến đỉnh của ngăn xếp, được sử dụng để quản lý các lời gọi hàm và biến cục bộ. Thanh ghi trạng thái CPSR (Current Program Status Register) chứa thông tin về trạng thái hiện tại của bộ xử lý, chẳng hạn như các cờ điều kiện (zero, negative, carry, overflow).
Trong kiến trúc ARM64 (ARMv8-A trở lên), số lượng thanh ghi được mở rộng lên đáng kể. Lập trình viên có thể truy cập tới 31 thanh ghi đa năng 64-bit, được đặt tên là X0 đến X30. Thanh ghi SP (Stack Pointer) và PC (Program Counter) vẫn tồn tại nhưng cũng được mở rộng lên 64-bit. Kiến trúc này cũng giới thiệu thêm một số thanh ghi hệ thống mới để hỗ trợ các tính năng nâng cao.
Tóm lại, số lượng thanh ghi hiển thị cho lập trình viên trong bộ xử lý ARM thường là 16 thanh ghi 32-bit trong kiến trúc ARM 32-bit và 31 thanh ghi 64-bit trong kiến trúc ARM 64-bit. Bên cạnh đó còn có các thanh ghi đặc biệt phục vụ cho các chức năng riêng của hệ thống. Kiến thức về số lượng và chức năng của các thanh ghi này là rất quan trọng đối với việc lập trình assembly và tối ưu hóa hiệu năng trên nền tảng ARM. Sự khác biệt về số lượng thanh ghi giữa các phiên bản kiến trúc ARM cũng là một yếu tố cần lưu ý khi phát triển phần mềm cho các thiết bị ARM khác nhau.
