ARM 程序状态寄存器深入分析

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程序状态寄存器共分为两种，它们的位数都是 32 位：

• 1 个 CPSR：当前程序状态寄存器（current program status register），可以在任何工作模式下被访问。
• 5 个 SPSR：保持程序状态寄存器（saved program status register），只有在异常模式下，才能被访问；各异常模式拥有自己的 SPSR。发生异常时，SPSR 保存 CPSR 的值，格式同 CPSR。

它们 32 位的含义分别如下：

• 条件码标志（ The condition code flags）：5 个。N 符号标志，Z 零标志，C 进位标志，V 溢出标志，Q DSP运算溢出标志。
• 控制位（The control bits）：4个。I IRQ标志，F FIQ标志，T 状态位，M[4:0] 模式位。
  图中的 DNM 是 Do Not Modify，表示不同版本、处理器的含义不同。
  
  此图来自 https://blog.csdn.net/u014132720/article/details/52088485。不知道他看的哪本英文书，我看的没他这个详细，因此拿来一用。

条件码的具体含义：

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：运算结果为负数 。 N=0：运算结果为正数或零
Z	Z=1：运算结果为0。 Z=0：运算结果不为0
C	可以有四种方法设置 C 的值： 加法运算（包括比较指令 CNM）：C=1：运算结果产生了进位时（无符号数溢出）。C=0：运算结果没有进位 减法运算（包括比较指令 CMP）：C=0：运算时产生了借位（无符号数溢出）。C=1：没有借位 对于包含移位操作的非加 / 减法运算指令，C 为移出值的最后一位 对于其他的非加 / 减法 运算指令，C 的值通常不变
V	可以有两种方法设置 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有符号数时，V=1 表示符号位溢出 对于其他的非加 / 减法 运算指令，V 的值通常不改变
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。

至于这些值都是怎么得来的呢？看下面的讲解：

首先我们有上面这幅图，其中 D7-D0 代表数据位，共一个字节。其上的 C7-C0 则代表向前进位的值。

因此我们可以用 D7-D0 和 C7-C0 来表示条件码 N, Z, C, V：

• N=D7
• C=C7
• Z= $\overline{D7\lor D6...D1\lor D0}$
• V= $C6\oplus C7$ （两个进位进行亦或）

更多解释：
C 用来判断无符号数计算是否溢出。
V 用来判断有符号数计算是否溢出 。
具体看哪个根据你计算时把数据当成有符号位还是无符号位。

控制位代表啥含义不是我撰写的本文重点，故此不提。