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？