arm cpsr 寄存器解析和设置


cpsr 寄存器格式

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1. 简介
       CPSR(当前程序状态寄存器)在任何处理器模式下被访问。它包含了【条件标志位】、【中断禁止位】、【当前处理器模式标志】以及其他的一些控制和状态位。每一种处理器模式下都有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR (备份程序状态寄存器)。

     当特定的异常中断发生时，这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容。在异常中断退出时，可以用SPSR来恢复CPSR。由于用户模式和系统模式不是异常中断模式，所以他没有SPSR。当用户在用户模式或系统模式访问SPSR，将产生不可预知的后果。


2.  CPSR格式
      CPSR格式如下所示。SPSR和CPSR格式相同。 CPSR格式如下图所示：
1644648087(1)


3. 条件码标志

     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，并且可以决定某条指令是否被执行。条件码标志各位的具体含义如下表所示：

标志位含义
N
当两个有符号整数运算时：
N=1：表示运算的结果为负数；
N=0：表示运算的结果为正数或零。
ZZ=1表示运算的结果为零，Z=0表示运算的结果非零。
对于CMP指令，Z=1表进行比较的两个数相等
C
可以有4种方法设置C的值：
  •  在加法指令中(包括比较指令CMP)，当结果产生了进位,则C=1,表示无符号运算发生上溢出；其他情况C=0。
  • 在减法指令中(包括减法指令CMP)，当运算中发生借位，则C=0，表示无符号运算数发生下溢出；其他情况下C=1。
  • 对于包含移位操作的非加碱运算指令，C中包含最后一次溢出的的位的数值
  • 对于其他非加减运算指令，C位的值通常不受影响
V对于加减运算指令，当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时，V=1表示符号为溢出；通常其他指令不影响V位。


4. 控制位
     CPSR的低八位I、F、T、M[4:0]统称为控制位。当异常中断发生时这些位发生变化。在特权级的处理器模式下，软件可以修改这些控制位。
     1) I:  IRQ中断禁止位：当I=1时禁止IRQ中断，

    2) F: FIQ中断禁止位：当F=1时禁止FIQ中断
     3) T: T控制位该位反映处理器的运行状态。当该位为1时，程序运行于THUMB状态，否则运行于ARM状态。该信号反映在外部引脚TBIT上。在程序中不得修改CPSR中的TBIT位，否则处理器工作状态不能确定。
     4) 保留位：CPSR中的其余位为保留位，当改变CPSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要改变，在程序中也不要用保留位存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。
    5) 运行模式位M[4：0]：这几位是模式位，这些位决定了处理器的运行模式。具体含义如下表所示：

M[4:0]处理器模式ARM模式可访问的寄存器THUMB模式可访问的寄存器
0b10000用户模式PC,CPSR,R0~R14PC,CPSR,R0~R7,LR,SP
0b10001FIQ模式PC,CPSR,SPSR_fiq,R14_fiq~R8_fiq,R0~R7PC,CPSR,SPSR_fiq,LR_fiq,SP_fiq,R0~R7
0b10010IRQ模式PC,CPSR,SPSR_irq,R14_irq~R13_irq,R0~R12PC,CPSR,SPSR_irq,LR_irq,SP_irq,R0~R7
0b10011管理模式PC,CPSR,SPSR_svc,R14_svc~R13_svc,R0~R12PC,CPSR,SPSR_svc,LR_svc,SP_svc,R0~R7
0b10111中止模式PC,CPSR,SPSR_abt,R14_abt~R13_abt,R0~R12PC,CPSR,SPSR_abt,LR_abt,SP_abt,R0~R7
0b11011未定义模式PC,CPSR,SPSR_und,R14_und~R13_und,R0~R12PC,CPSR,SPSR_und,LR_und,SP_und,R0~R
0b11111系统模式PC,CPSR,R0~R14PC,CPSR,LR,SP,R0~R74


设置CPSR 寄存器-MSR指令和MRS指令


CPSR有4个8位区域：标志域（F）、状态域（S）、扩展域（X）、控制域（C）

      MSR - Load specified fields of the CPSR or SPSR with an immediate constant, or from the contents of a general-purpose register.

     Syntax:

     MSR{cond} <psr>_<fields>, #immed_8r

     MSR{cond} <psr>_<fields>, Rm


where: {cond} is an optional condition code.

            <psr> is either CPSR or SPSR.

            <fields> specifies the field or fields to be moved. <fields> can be one or more of:

c control field mask byte (PSR[7:0])

x extension field mask byte (PSR[15:8])

s status field mask byte (PSR[23:16)

f flags field mask byte (PSR[31:24]).


immed_8r is an expression evaluating to a numeric constant. The constant must correspond to an 8-bit pattern rotated by an even number of bits within a 32-bit word.

Rm is the source register.

      C 控制域屏蔽字节(psr[7:0])
      X 扩展域屏蔽字节(psr[15:8])
      S 状态域屏蔽字节(psr[23:16])
      F 标志域屏蔽字节(psr[31:24])


常用于MRS或MSR指令,用于psr中的值转移到寄存器 或 把寄存器的内容加载到psr中.
如:

MSR CPSR_c，＃0xd3

posted @ 2022-02-12 19:27  张志伟122  阅读(2217)  评论(0)  编辑  收藏  举报