ARM狀態寄存器 CPSR SPSR

　　SPSR:程序狀態保存寄存器。SPSR用于保存CPSR的狀態，以便異常返回后恢復異常發生時的工作狀態。

CPSR(當前程序狀態寄存器)在任何處理器模式下被訪問。它包含了條件標志位、中斷禁止位、當前處理器模式標志以及其他的一些控制和狀態位。每一種處理器模式下都有一個專用的物理狀態寄存器，稱為SPSR（備份程序狀態寄存器）。當特定的異常中斷發生時，這個寄存器用于存放當前程序狀態寄存器的內容。在異常中斷退出時，可以用SPSR來恢復CPSR。由于用戶模式和系統模式不是異常中斷模式，所以他沒有SPSR。當用戶在用戶模式或系統模式訪問SPSR，將產生不可預知的后果。

CPSR格式如下所示。SPSR和CPSR格式相同。
31 30 29 28 27 26 7 6 5 4 3 2 1 0
N Z C V Q DNM(RAZ) I F T M4 M3 M2 M1 M0

*條件標志位*
N——本位設置成當前指令運算結果的bit[31]的值。當兩個表示的有符號整數運算時，n=1表示運算結果為負數，n=0表示結果為正書或零。

z——z=1表示運算的結果為零；z=0表示運算的結果不為零。對于CMP指令，Z=1表示進行比較的兩個數大小相等。

C——下面分四種情況討論C的設置方法：
在加法指令中（包括比較指令CMP），當結果產生了進位,則C=1,表示無符號運算發生上溢出；其他情況C=0。
在減法指令中（包括減法指令CMP），當運算中發生錯位，則C=0，表示無符號運算數發生下溢出；其他情況下C=1。
對于包含移位操作的非加減運算指令，C中包含最后一次溢出的的位的數值。對于其他非加減運算指令，C位的值通常不受影響。

V——對于加減運算指令，當操作數和運算結果為二進制的補碼表示的帶符號數時，V=1表示符號為溢出；通常其他指令不影響V位。

*Q標識位*
在ARM V5的E系列處理器中，CPSR的bit[27]稱為q標識位，主要用于指示增強的dsp指令是否發生了溢出。同樣的spsr的bit[27]位也稱為q標識位，用于在異常中斷發生時保存和恢復CPSR中的Q標識位。
在ARM V5以前的版本及ARM V5的非E系列的處理器中，Q標識位沒有被定義。

*CPSR中的控制位*
CPSR的低八位I、F、T、M[4:0]統稱為控制位。當異常中斷發生時這些位發生變化。在特權級的處理器模式下，軟件可以修改這些控制位。

中斷禁止位：當I=1時禁止IRQ中斷，當F=1時禁止FIQ中斷

T控制位：T控制位用于控制指令執行的狀態，即說明本指令是ARM指令還是Thumb指令。對于ARM V4以更高版本的T系列ARM處理器，T控制位含義如下：
T=0表示執行ARM指令
T=1表示執行Thumb指令
對于ARM V5以及更高版本的非T系列處理器，T控制位的含義如下
T=0表示執行ARM指令
T=1表示強制下一條執行的指令產生未定指令中斷

*M控制位*
M控制位控制處理器模式，具體含義如下：

M[4:0] 處理器模式 可訪問的寄存器
ob10000 user pc,r14~r0,CPSR
0b10001 FIQ PC,R14_FIQ-R8_FIQ,R7~R0,CPSR,SPSR_FIQ
0b10010 IRQ PC,R14_IRQ-R13_IRQ,R12~R0,CPSR,SPSR_IRQ
0B10011 SUPERVISOR PC,R14_SVC-R13_SVC,R12~R0,CPSR,SPSR_SVC
0b10111 ABORT PC,R14_ABT-R13_ABT,R12~R0,CPSR,SPSR_ABT
0b11011 UNDEFINEED PC,R14_UND-R8_UND,R12~R0,CPSR,SPSR_UND
0b11111 SYSTEM PC,R14-R0,CPSR(ARM V4以及更高版本）

*CPSR中的其他位*
這些位用于將來擴展。應用軟件不要操作這些位。

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(CPSR,SPSR)訪問指令
ARM 微處理器支持程序狀態寄存器訪問指令，用于在程序狀態寄存器和通用寄存器之間傳送數據，程序狀態寄存器訪問指令包括以下兩條：
— MRS： 程序狀態寄存器到通用寄存器的數據傳送指令
— MSR： 通用寄存器到程序狀態寄存器的數據傳送指令

1、 MRS 指令
MRS 指令的格式為：MRS{條件} 通用寄存器，程序狀態寄存器（CPSR 或SPSR）
MRS 指令用于將程序狀態寄存器的內容傳送到通用寄存器中。該指令一般用在以下幾種情況：
－ 當需要改變程序狀態寄存器的內容時，可用MRS 將程序狀態寄存器的內容讀入通用寄存器，修改后再寫回程序狀態寄存器。
－ 當在異常處理或進程切換時，需要保存程序狀態寄存器的值，可先用該指令讀出程序狀態寄存器的值，然后保存。
指令示例：
MRS R0，CPSR ；傳送CPSR 的內容到R0
MRS R0，SPSR ；傳送SPSR 的內容到R0

2、 MSR 指令
MSR 指令的格式為：MSR{條件} 程序狀態寄存器（CPSR 或SPSR）_<域>，操作數
MSR 指令用于將操作數的內容傳送到程序狀態寄存器的特定域中。其中，操作數可以為通用寄存器或立即數。<域>用于設置程序狀態寄存器中需要操作的位，32 位的程序狀態寄存器可分為4 個域：
位[31：24]為條件標志位域，用f 表示；
位[23：16]為狀態位域，用s 表示；
位[15：8]為擴展位域，用x 表示；
位[7：0]為控制位域，用c 表示；
該指令通常用于恢復或改變程序狀態寄存器的內容，在使用時，一般要在MSR 指令中指明將要操作的域。
指令示例：
MSR CPSR，R0 ；傳送R0 的內容到CPSR
MSR SPSR，R0 ；傳送R0 的內容到SPSR
MSR CPSR_c，R0 ；傳送R0 的內容到SPSR，但僅僅修改CPSR 中的控制位域

1狀態寄存器傳送至通用寄存器類指令
功能：將狀態寄存器的內容傳送至通用寄存器。

格式：
MRS{<條件碼>}Rd,CPSR}SPSR
其中：
Rd目標寄存器，Rd不允許R15。
R=0將CPSR中的內容傳送目的寄存器。
R=1將SPSR中的內容傳送至目的寄存器。

注釋：
MRS與MSR配合使用，作為更新PSR的讀-修改-寫序列的一部分。例如：改變處理器或清除標志Q。注意：當處理器在用戶模式或系統模式下，一定不能試圖訪問SPSR這條指令，不影響條件碼標志。
例：
MRSR0，CRSR；將CPSR中的內容傳送至R0
MRSR3，SPSR；將SPSR中的內容傳送至R3

2 .通用寄存器傳送至狀態寄存器傳送指令
功能：將通用寄存器的內容傳送至狀態寄存器.

格式：
MSR{<條件碼>CPSR_f|SPSR_f,<#ommed_8r>
MSR{<條件碼>CPSR_|SPSR_,Rm
其中：
字段可以是以下之一或多種：
C：控制域屏蔽字段（PSR中的第0位到第7位）；
X：擴展域屏蔽字段（PSR中的第8位到第15位）；
S：狀態域屏蔽字段（PSR中的第16位到第32位）；
F：標志域屏蔽字段（PSR中的第24位到第31位）。
immed_8r值數字常量的表達式。常量必須對應8位位圖。該位圖在32位字中循環移位偶數數位。
Rm源寄存器。

注釋：
同前一條指令（MRS）。
例1：設置N、Z、C、V標志。
MSRCPSR_f,#&f0000000；僅高位有效，其他必須為0
例2：
僅置位C標志，保留N、Z、V標志。
MRSR0，CPSR；將CPSR中的內容傳送至R0
ORRR0，R0，#&1f；置位R0的第29位
MSRCPSR_c,R0；再將R0中的內容傳送至CPSR