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一、试验意图
（1） 经过试验掌握学会运用msr/mrs 指令完成ARM 处理器作业形式的切换，调查不同形式下的寄存器，加深对CPU 结构的了解；
（2） 经过试验掌握ld 中如何运用命令行指定代码段起始地址。
二、试验环境
硬件：PC机。
软件：ADS1.2 集成开发环境
三、试验内容
经过 ARM 汇编指令，在各种处理器形式下切换并调查各种形式下寄存器的差异；掌握ARM 不同形式的进入与退出。
四、试验要求
(1)按照2.3节介绍的办法, 在ADS下创建一个工程asmmodelab，完结各个形式下的仓库初始化作业,并将R1-R12的内容存入当前形式下仓库。经过AXD运用单步履行方式调试程序，验证作业形式的切换，注意调查CPSR寄存器中的改变。跟着程序调试进程中在形式间的切换，运用寄存器调查器切换到不同的作业形式下调查SP（R13）的改变状况。
(2)试验进程中请记载并考虑以下内容：
1）程序复位之后体系处于什么形式？
2）记载每种形式下的初始仓库指针，以及履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值。并分析快速间断FIQ形式与其他形式存入的R1-R12有什么不同。
3）切换成用户形式之后还能否从用户形式切换到其他形式（如体系形式）？
4）用户形式下能否履行仓库压栈操作？如果能得话，调查用户形式下压栈之前和压栈之后其仓库区域的改变状况。
5）调查本程序形式切换进程中SPSR有无改变，并解说其原因。
五、试验状况
1、试验源代码（含注释）：
usr_stack_legth equ 64 ;界说各个形式的栈空间长度
svc_stack_legth equ 32
fiq_stack_legth equ 16
irq_stack_legth equ 64
abt_stack_legth equ 16
und_stack_legth equ 16
area reset,code,readonly ;界说code片段reset只读
entry ;设置程序进口伪指令
code32 ;界说后面的指令为32位的ARM指令
;设置各个寄存器中的内容
start mov r0,#0
mov r1,#1
mov r2,#2
mov r3,#3
mov r4,#4
mov r5,#5
mov r6,#6
mov r7,#7
mov r8,#8
mov r9,#9
mov r10,#10
mov r11,#11
mov r12,#12
bl initstack ;跳转至initstack，并且初始化各形式下的仓库指针，打开IRQ间断(将cpsr寄存器的i位清0)
mrs r0,cpsr ;r0<--cpsr
bic r0,r0,#0x80 ;cpsr的I方位0，开IRQ间断
msr cpsr_cxsf,r0 ;cpsr<--r0
;切换到用户形式
msr cpsr_c,#0xd0 ;设置11010000，其间I，F方位1，制止IRQ和FIQ间断，T=0，ARM履行，M[4：0]为10000，切换到用户形式
mrs r0,cpsr ;r0<--cpsr
stmfd sp!,{r1-r12} ;将R1-R12入栈
;调查用户形式能否切换到其他形式
;切换到管理形式
msr cpsr_c,#0xdf ;设置11011111，其间I，F方位1，制止IRQ和FIQ间断，T=0，ARM履行，M[4：0]为11111，切换到体系形式
mrs r0,cpsr ;r0<--cpsr
stmfd sp!,{r1-r12} ;将寄存器列表中的r1-r12寄存器存入仓库
halt b halt ;从halt跳转到halt循环
initstack mov r0,lr ; r0<--lr,由于各种形式下r0是相同的而各个形式不同
;设置管理形式仓库
msr cpsr_c,#0xd3 ; 设置11010011 切换到管理形式
ldr sp,stacksvc ;设置管理形式仓库地址
stmfd sp!,{r1-r12} ;R1-R12入栈，满递减形式
;设置间断形式仓库
msr cpsr_c,#0xd2 ;设置11010010 切换到间断形式
ldr sp,stackirq ;设置间断形式仓库地址
stmfd sp!,{r1-r12} ;R1-R12入栈，满递减形式
;设置快速间断形式仓库
msr cpsr_c,#0xd1 ; 设置11010001 切换到快速间断形式
ldr sp,stackfiq ;设置快速间断形式仓库地址
stmfd sp!,{r1-r12} ;R1-R12入栈，满递减形式
;设置间断形式仓库
msr cpsr_c,#0xd7 ; 设置11010111 切换到间断形式
ldr sp,stackabt ;设置间断形式仓库地址
stmfd sp!,{r1-r12} ;R1-R12入栈，满递减形式
;设置未界说形式仓库
msr cpsr_c,#0xdb ; 设置11011011 切换到未界说形式
ldr sp,stackund ;设置未界说形式仓库地址
stmfd sp!,{r1-r12} ;R1-R12入栈，满递减形式
;设置体系形式仓库
msr cpsr_c,#0xdf ; 设置11011111 切换到体系形式
ldr sp,stackusr ;设置体系形式仓库地址
stmfd sp!,{r1-r12} ;R1-R12入栈，满递减形式
mov pc,r0 ;返回
;为各形式仓库拓荒一段连续的字存储空间
stackusr dcd usrstackspace+(usr_stack_legth-1)*4
stacksvc dcd svcstackspace+(svc_stack_legth-1)*4
stackirq dcd irqstackspace+(irq_stack_legth-1)*4
stackfiq dcd fiqstackspace+(fiq_stack_legth-1)*4
stackabt dcd abtstackspace+(abt_stack_legth-1)*4
stackund dcd undstackspace+(und_stack_legth-1)*4
;界说data段并命名
area reset,data,noinit,align=2
;为各形式仓库分配存储区域
usrstackspace space usr_stack_legth*4
svcstackspace space svc_stack_legth*4
irqstackspace space irq_stack_legth*4
fiqstackspace space fiq_stack_legth*4
abtstackspace space abt_stack_legth*4
undstackspace space und_stack_legth*4
end
2、试验进程（含结果截图及相应文字解说）：
试验进程中请记载并考虑以下内容：
1）程序复位之后体系处于什么形式？
由上可知，体系复位后处于管理形式。
2）记载每种形式下的初始仓库指针，以及履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值。并分析快速间断FIQ形式与其他形式存入的R1-R12有什么不同。
①管理形式
由上图可知，管理形式初始指针为0x8244。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x8214，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R12存储的数值对应。
②间断形式
由上图可知，间断形式初始指针为0x8344。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x8314，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R12存储的数值对应。
③快速间断形式
由上图可知，快速间断形式初始指针为0x8384。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x8354，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R7存储的数值对应，说明该形式下仅能压入R1-R7，由于快速间断形式有自己的R8-R12。
④间断形式
由上图可知，间断形式初始指针为0x83C4。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x8394，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R12存储的数值对应。
⑤未界说形式
由上图可知，未界说形式初始指针为0x8404。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x83D4，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R12存储的数值对应。
⑥体系形式
由上图可知，体系形式初始指针为0x81C4。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x8194，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R12存储的数值对应。
⑦用户形式：
由上图可知，用户形式初始指针为0x8194。
履行R1-R12内容压栈后本形式仓库相关内存单元的数值如上图所示，可知压栈后，仓库指针变为0x8164，离初始的仓库指针0x30字节，即12个字(32位体系)，从内存单元的数值能够看到别离与R1-R12存储的数值对应。
3）切换成用户形式之后还能否从用户形式切换到其他形式（如体系形式）？
由上图可知，当进行切换管理形式时，形式仍是用户形式，因此可知切换成用户形式之后，不能操作CPSR返回到其他形式。
4）用户形式下能否履行仓库压栈操作？如果能得话，调查用户形式下压栈之前和压栈之后其仓库区域的改变状况。
压栈前：
压栈后：
压栈后存储单元状况：
答：用户形式下能够履行仓库压栈操作，且以4个字节（1个字）为单位进行压栈操作，压栈前仓库区域状况如左图，压栈后如右图所示，对应的存储单元状况如上图。
5）调查本程序形式切换进程中SPSR有无改变，并解说其原因。
答：除了用户形式和体系形式，其他形式下都有一个私有SPSR保存状况寄存器. 用来保存切换到该形式之前的履行状况，SPSR是反常形式的程序状况保存寄存器, 当特定的反常间断产生时，这个寄存器寄存CPSR的内容，在反常间断退出时，能够用SPSR来康复CPSR，可是经过调查可知，整个切换进程中没有反常的产生，因此SPSR没有改变。
六、总结
ARM处理器形式别离是usr（用户形式），fiq（快速间断形式），irq（通用间断形式），svc（管理形式），abt（终止形式），sys（体系形式）以及und（未界说形式）。也经过ARM指令，完成了ARM不同形式的进入与退出，切换各种处理器形式，并调查各种形式下寄存器的差异。当特定的反常出现时，进入相应的形式。每种形式都有某些附加的寄存器，以防止反常出现时用户形式的状况不可靠。此外也运用状况寄存器到通用寄存器的传送指令（MRS）以及通用寄存器到状况寄存器的传送指令（MSR），修改状况寄存器经过“读取－修改－写回”三个过程操作来完成。
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