使用 arm LDM 指令将数据传输到用户模式寄存器答案

【问题标题】：using arm LDM instruction to transfer data into user mode registers使用 arm LDM 指令将数据传输到用户模式寄存器
【发布时间】：2018-07-14 17:19:29
【问题描述】：

我正在尝试使用 LDM 指令从 cortex-a5 芯片上的 svc 模式恢复用户模式寄存器。我参考了 LDM 指令的技术指南，语法是：

LDM{addr_mode}{cond} Rn{!},reglist{^}

'^' 如果指定（在用户或系统以外的模式下）表示两种可能的特殊操作之一将采取：

数据被传输到用户模式寄存器而不是当前模式寄存器（在 Reglist 不包含 PC 的情况下）。

如果 Reglist 确实包含 PC，则会发生正常的多寄存器传输并将 SPSR 复制到 CPSR 中。这用于从异常处理程序返回。

这是汇编代码：

// the CPU is in SVC mode, and is to change to user mode
mrs      r0,   spsr    // copy spsr/cpsr to r0/r1
mrs      r1,   cpsr
add      lr, sp, #8    // saves user mode stack to lr
push     {lr}
mov      r5, sp
ldmia    r5, {r7, r8}  // compare {r7,r8} with {sp,lr}
ldmia    r5! {sp, lr}^
ldr      r3, =0x0      // to generate exception
movs     pc, r3        // return to user mode

代码执行后，发生pre-fetch abort异常，下面是寄存器信息：

r0:0x00000010 r1:0x600000d3  r2:0x02020202  r3:0x03030303
r4:0x03030303 r5:0x800bca2c  r6:0x06060606  r7:0x800bca38
r8:0x80018d54 r9:0x09090909 r10:0x10101010 r11:0x11111111
ip:0x12121212 sp:0x800bc964  lr:0x800bca38  pc:0x00000000
CPSR:0x00000010

r1的值为0x600000d3，表示之前CPU处于SVC模式，r0的值为0x00000010，所以执行“movs pc, r3”后，CPU会进入用户态。 CPSR[4:0]的值为0x10，表示CPU运行在用户态，所以CPU模式切换成功。 {r7, r8} 的值是正确的，但是， {sp, lr} 是错误的。

谁能解释我的代码有什么问题？提前致谢。

【问题讨论】：

您可能希望包含您的 SVC 入口代码。
您是使用预取中止来停止处理器以便您可以看到寄存器，还是预取中止是问题的一部分？
是的，你是对的，因为板子没有JTAG调试端口，我只能使用串口在异常处理程序中打印调试消息。

标签： arm cortex-a usermode

【解决方案1】：

SVC 模式为 SP 和 LR 提供单独的存储寄存器。您的代码正在保存不是原始用户模式寄存器的 SVC（或预取模式）SP 和 LR。不需要这些行，

add      lr, sp, #8    // saves user mode stack to lr
push     {lr}

...

ldmia    r5! {sp, lr}^

如果您正在执行上下文切换，或者您有某种非线性功能（如信号），您只需要ldmia r5! {sp, lr}^。 movs pc,lr 可能更适合从 SVC 模式返回。

另请参阅：
ARM banked registers
Accessing banked registers

【讨论】：