ARM中的程序状态寄存器（CPSR）

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本文详细介绍了ARM架构中的程序状态寄存器(CPSR)，包括其各个标志位的意义及作用，如N(负数/小于)、Z(零)、C(进位/借位/扩展)、V(溢出)等条件码标志位，以及I(IRQ禁用)、F(FIQ禁用)、T(状态位)等控制位。同时，文章还解释了不同运行模式下寄存器的可访问性。

ARM中的程序状态寄存器（CPSR）

2006.11.1 00:31 作者：hokepoly

保留

Negative/Less Than

IRQ disable

Zero

FIQ disable

Carry/Borrow/Extend

State bit

Overflow

M0~4

Mode bits

1、条件码标志

N、Z、C、V均为条件码标志位。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。条件码标志各位的具体含义如下表所示：

标志位	含义
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表示运算的结果非零。
C	可以有4种方法设置C的值：
	-加法运算（包括CMP）：当运算结果产生了进位时（无符号数溢出），C=1，否则C=0。
	-减法运算（包括CMP）：当运算时产生了借位时（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。
	-对于其它的非加/减运算指令，C的值通常不会改变。
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
	-对于其它的非加/减运算指令，V的值通常不会改变。
Q	在ARM V5及以上版本的E系列处理器中，用Q标志位指示增强的DSP运算指令是否发生了溢出。在其它版本的处理器中，Q标志位无定义

在ARM状态下，绝大多数的指令都是有条件执行的；在THUMB状态下，仅有分支指令是条件执行的。

2 控制位

CPSR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。如果处理器运行于特权模式时，这些位也可以由程序修改。

·中断禁止位I、F：置1时，禁止IRQ中断和FIQ中断。

·T标志位：该位反映处理器的运行状态。当该位为1时，程序运行于THUMB状态，否则运行于ARM状态。该信号反映在外部引脚TBIT上。在程序中不得修改CPSR中的TBIT位，否则处理器工作状态不能确定。

·运行模式位M[4：0]：这几位是模式位，这些位决定了处理器的运行模式。具体含义如下表所示：

·保留位：CPSR中的其余位为保留位，当改变CPSR中的条件码标志位或者控制位时，保留位不要改变，在程序中也不要用保留位存储数据。保留位将用于ARM版本的扩展。

M[4：0]	处理器模式	ARM模式可访问的寄存器	THUMB模式可访问的寄存器
0b10000	用户模式	PC,CPSR,R0~R14	PC,CPSR,R0~R7,LR,SP
0b10001	FIQ模式	PC,CPSR,SPSR_fiq,R14_fiq~R8_fiq,R0~R7	PC,CPSR,SPSR_fiq,LR_fiq,SP_fiq,R0~R7
0b10010	IRQ模式	PC,CPSR,SPSR_irq,R14_irq~R13_irq,R0~R12	PC,CPSR,SPSR_irq,LR_irq,SP_irq,R0~R7
0b10011	管理模式	PC,CPSR,SPSR_svc,R14_svc~R13_svc,R0~R12	PC,CPSR,SPSR_svc,LR_svc,SP_svc,R0~R7
0b10111	中止模式	PC,CPSR,SPSR_abt,R14_abt~R13_abt,R0~R12	PC,CPSR,SPSR_abt,LR_abt,SP_abt,R0~R7
0b11011	未定义模式	PC,CPSR,SPSR_und,R14_und~R13_und,R0~R12	PC,CPSR,SPSR_und,LR_und,SP_und,R0~R7
0b11111	系统模式	PC,CPSR,R0~R14	PC,CPSR,LR,SP,R0~R74