ARM处理器的工作模式 （二）

接ARM处理器的工作模式（一）
实验二 各工作模式下堆栈初始化实验（ARM9）（工程exp9，文件exp9_2_1.s）
本实验实现各工作模式下堆栈初始化，采用ARMmulator方式调试，选用ARM9作为目标处理器。
AREA INIT_STACK,CODE,READONLY
ENTRY ；工作于管理模式
START MOV R1,#1 ；初始化R1
BL INITSTACK ；设置各模式下的堆栈指针
；回到用户模式下运行应用程序
MRS R1,CPSR ；保存CPSR于R1
BIC R1,R1,#0x80
MSR CPSR_cxsf,R1
MSR CPSR_c,#0xd0
MRS R3,CPSR
BIC R3,R3,#0x80
MSR CPSR_cxsf,R3
MSR CPSR_c,#0xdf ；切换至系统模式
STOP B STOP

INITSTACK ；初始化各种模式下的堆栈指针
MOV R0,LR ；保存LR值8008，以待返回
LDR SP,P_SVC_STK ；初始化堆栈指针SP_SVC&USR=809C
MSR CPSR_c,#0xd2 ；1101 0010，切换至外中断模式
LDR SP,P_IRQ_STK ；初始化堆栈指针SP_IRQ=

MSR CPSR_c,#0xd1 ；切换至快中断模式
LDR SP,P_FIQ_STK ；初始化堆栈指针SP_IRQ=
STMED SP!,{R0,R1} ；保护现场 R0，R1（存入相应的堆栈里面）
NOP

MSR CPSR_c,#0xd7 ；切换到ABT
LDR SP,P_ABT_STK
MSR CPSR_c,#0xdb ；切换到UND
LDR SP,P_UND_STK

MSR CPSR_c,#0xdf ；切换到USR
LDR SP,P_USR_STK

MOV PC,R0 ；返回原程序

;定义各个工作模式下的堆栈长度
USR_STK_LEN EQU 4
SVC_STK_LEN EQU 4
IRQ_STK_LEN EQU 4
FIQ_STK_LEN EQU 4
ABT_STK_LEN EQU 4
UND_STK_LEN EQU 4

;定义各工作模式下的堆栈指针
P_USR_STK DCDUSR_STK_SPC+(USR_STK_LEN-1)*4
P_SVC_STK DCD SVC_STK_SPC+(SVC_STK_LEN-1)*4
P_IRQ_STK DCD IRQ_STK_SPC+(IRQ_STK_LEN-1)*4
P_FIQ_STK DCD FIQ_STK_SPC+(FIQ_STK_LEN-1)*4
P_ABT_STK DCD ABT_STK_SPC+(ABT_STK_LEN-1)*4
P_UND_STK DCD UND_STK_SPC+(UND_STK_LEN-1)*4

;定义各工作模式下的堆栈空间
AREA STACKS,DATA,READWRITE
USR_STK_SPC SPACE USR_STK_LEN*4
SVC_STK_SPC SPACE SVC_STK_LEN*4
IRQ_STK_SPC SPACE IRQ_STK_LEN*4
FIQ_STK_SPC SPACE FIQ_STK_LEN*4
ABT_STK_SPC SPACE ABT_STK_LEN*4
UND_STK_SPC SPACE UND_STK_LEN*4

END


1. 单步运行程序，列出本实验的指令执行情况表，统计程序设计的相关寄存器以及存储空间上的相关地址，并记录程序运行过程中这些寄存器、存储空间相关地址上的变化情况，同时记录ARM工作模式的变化情况。
2. 根据本实验的执行结果，并结合ARM反汇编表的信息，画出ARM各模式的堆栈空间分配图，标出各模式堆栈的起始地址、堆栈长度以及堆栈指针的位置。
3. 如何实现各种工作模式下的堆栈初始化

序号	执行指令	指令执行后的变化情况
		寄存器&存储空间									工作模式
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

START [0xe3a01001] mov r1,#1
00008004 [0xeb000008] bl INITSTACK
00008008 [0xe10f1000] mrs r1,cpsr
0000800c [0xe3c11080] bic r1,r1,#0x80
00008010 [0xe12ff001] msr cpsr_cxsf,r1
00008014 [0xe321f0d0] msr cpsr_c,#0xd0
00008018 [0xe10f3000] mrs r3,cpsr
0000801c [0xe3c33080] bic r3,r3,#0x80
00008020 [0xe12ff003] msr cpsr_cxsf,r3
00008024 [0xe321f0df] msr cpsr_c,#0xdf
STOP [0xeafffffe] b STOP
INITSTACK [0xe1a0000e] mov r0,r14
00008030 [0xe59fd034] ldr r13,P_SVC_STK ; = #P_SVC_STK
00008034 [0xe321f0d2] msr cpsr_c,#0xd2
00008038 [0xe59fd030] ldr r13,P_IRQ_STK ; = #P_IRQ_STK
0000803c [0xe321f0d1] msr cpsr_c,#0xd1
00008040 [0xe59fd02c] ldr r13,P_FIQ_STK ; = #P_FIQ_STK
00008044 [0xe82d0003] stmed r13!,{r0,r1}
00008048 [0xe1a00000] nop
0000804c [0xe321f0d7] msr cpsr_c,#0xd7
00008050 [0xe59fd020] ldr r13,P_ABT_STK ; = #P_ABT_STK
00008054 [0xe321f0db] msr cpsr_c,#0xdb
00008058 [0xe59fd01c] ldr r13,P_UND_STK ; = #P_UND_STK
0000805c [0xe321f0df] msr cpsr_c,#0xdf
00008060 [0xe59fd000] ldr r13,P_USR_STK ; = #P_USR_STK
00008064 [0xe1a0f000] mov pc,r0
；定义各工作模式下的堆栈指针
P_USR_STK00008068 [0x0000808c] dcd 0x0000808c ....
P_SVC_STK0000806C [0x0000809c] dcd 0x0000809c ....
P_IRQ_STK00008070 [0x000080ac] dcd 0x000080ac ....
P_FIQ_STK00008074 [0x000080bc] dcd 0x000080bc ....
P_ABT_STK00008078 [0x000080cc] dcd 0x000080cc ....
P_UND_STK0000807C [0x000080dc] dcd 0x000080dc ....
；定义各工作模式下的堆栈空间
USR_STK_SPC00008080 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
00008084 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
00008088 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
0000808c [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
SVC_STK_SPC00008090 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
00008094 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
00008098 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
0000809c [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
IRQ_STK_SPC000080a0 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080a4 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080a8 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080ac [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
FIQ_STK_SPC [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080b4 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080b8 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080bc [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
ABT_STK_SPC [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080c4 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080c8 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080cc [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
UND_STK_SPC [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080d4 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080d8 [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
000080dc [0x00000000] dcd 0x00000000 ....
实验思考题：
1. 如果把实验一的程序运行于实际ARM系统中，运行的结果会是怎样？
2. 实验二的程序中，子程序INITSTACK的第一行代码MOV R0，LR的作用是什么？如果删除，对程序的运行会有什么影响？