原创 arm 模式 cpsr

2种运行状态：
ARM状态（32位）、Thumb状态（16位），两种状态之间可任意切换；
7种运行模式：
用户模式usr
快速中断fiq
外部中断irq
管理svc
系统sys
数据访问中止abt
未定义指令中止und

寄存器组织：
ARM状态：
R0～R14 通用寄存器
         R0～R7   未分组寄存器，所有7种运行模式下指向同一物理寄存器，在中断或异常处理等模式转换时，需防止寄存器中数据的破坏。
         R8～R14  分组 根据不同的运行模式访问不同的物理寄存器
R8～R12  除fiq外，其余同usr模式
R13～R14 除usr、sys外，其余有各自分组模式
R15 PC  程序计数器
R16     状态寄存器 
        CPSR通用
              SPSR 除usr、sys外，用于异常保护的CPSR的备份，异常时，保存CPSR值，异常退出时，将该值恢复到CPSR
Thumb状态：
R0～R7 通用
SP对应ARM状态R13
LR对应ARM状态R14
PC对应ARM状态R15
CPSR和SPSR与ARM状态同

R13 －SP stack pointer 堆栈指针，用于取指令操作
R14 －LR Load register 用于程序调用
PC －程序计数器，总是指向当前指令的下两条指令，即PC值为当前指令地址值加8个字节

程序状态寄存器：
CPSR 每一中模式下访问同一物理寄存器
SPSR 除usr、sys外，用于异常保护的CPSR的备份，异常时，保存CPSR值，异常退出时，将该值恢复到CPSR，每一中异常运行模式（除usr和sys）有各自的物理寄存器。其功能：保存ALU中的当前操作信息；控制允许和禁止中断；设置处理器的运行模式


统计上述，ARM处理器共有：
8个未分组（R0～R7）寄存器共享物理寄存器
2×5个分组物理寄存器：fiq模式分别独享一个fiq物理寄存器（对应R8_fiq～R14_fiq），其余模式分别共享一个通用物理寄存器
6个堆栈指针物理寄存器，R13×6
6个LR物理寄存器      R14×6
1个程序计数物理寄存器 
6个状态物理寄存器：一个CPSR，5个SPSR

8＋10＋6＋6＋1+6 = 37个物理寄存器

Thumb状态：
出去R8～R14未分组部分
SP 对应 ARM状态R13
LR 对应 ARM状态R14
PC 对应 ARM状态R15
CPSR对应ARM状态CPSR
SPSR 对应ARM状态SPSR
程序状态寄存器位标识：

条件标识位        保留        控制位
31        30        29        28        27        26        25        24        …        8        7        6        5        4        3        2        1        0
N        Z        C        V        .        .        .                …                I        F        T        M4        M3        M2        M1        M0

说明：
条件标识位[31 : 28]：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。在ARM状态下，绝大多数指令都是有条件的执行的，在Thumb状态下，只有分支指令被有条件的执行
N：当用两个补码表示的带符号数进行运算时，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；
Z：Z=1 表示运算的结果为零；Z=0表示运算的结果为非零；
C：可以有4种方法设置C的值：
─ 加法运算（包括比较指令CMN）：当运算产生了进位时（无符号数溢出），C=1，否则C=0。─ 减法运算（包括比较指令CMP）：当运算时产生了借位（无符号数溢出），C=0，否则C=1。
─ 对于包含移位操作的非加/减运算指令，C为移出值的最后一位。
─ 对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变。
V：可以有2种方法设置V的值：
─ 对于加/减法运算指令，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表示符号位溢出。
─ 对于其他的非加/减运算指令，C的值通常不改变。
保留位[27 : 8]：当改变PSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要被改变，在程序中也不要使用保留位来存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。

控制位[7 : 0]：PSR的低8位（包括I、F、T和M[4：0]）称为控制位，当发生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行特权模式，这些位也可以由程序修改。 

I：I =1 表示禁止外部（硬件）中断（IRQ）
F：F=1 表示快速中断（FIQ）
T：反映处理器的运行状态。
对于ARM体系结构v5及以上的版本的T系列处理器，当该位为1时，程序运行于Thumb状态，否则运行于ARM状态。对于ARM体系结构v5及以上的版本的非T系列处理器，当该位为1时，执行下一条指令以引起为定义的指令异常；当该位为0时，表示运行于ARM状态。

运行模式位M[4 : 0]：M0、M1、M2、M3、M4是模式位。这些位决定了处理器的运行模式。具体含义如表2-2所示：
表2-2        运行模式位M[4：0]的具体含义
M[4：0]        处理器模式        可访问的寄存器
0b10000        用户模式        PC，CPSR,R0-R14
0b10001        FIQ模式        PC，CPSR, SPSR_fiq，R14_fiq-R8_fiq, R7～R0
0b10010        IRQ模式        PC，CPSR, SPSR_irq，R14_irq,R13_irq,R12～R0
0b10011        管理模式        PC，CPSR, SPSR_svc，R14_svc,R13_svc,,R12～R0,
0b10111        中止模式        PC，CPSR, SPSR_abt，R14_abt,R13_abt, R12～R0,
0b11011        未定义模式        PC，CPSR, SPSR_und，R14_und,R13_und, R12～R0,
0b11111        系统模式        PC，CPSR（ARM v4及以上版本）, R14～R0
由表2-2可知，并不是所有的运行模式位的组合都是有效地，其他的组合结果会导致处理器进入一个不可恢复的状态