显式访问 ARM 上的存储寄存器

Question

根据 ARM 手册，应该可以访问特定 CPU 模式的分组寄存器，例如“r13_svc”。当我尝试执行此操作时，gcc 对我大喊以下错误：

立即表达式需要 # 前缀 -- `mov r2,sp_svc'

出了什么问题？

更新。 ARMv5 和 ARMv6 的 ARM 架构参考手册中的以下文本让我相信这是可能的，第 A2.4.2 节：

寄存器 R13 和 R14 有 6 个存储区 每个物理寄存器。已使用1个 在用户和系统模式下，以及每个 其余五个用于其中之一 五种异常模式。它在哪里 有必要具体说明哪些 正在引用版本，您使用 形式名称：R13_mode R14_mode 其中模式是 usr、svc 中适当的一项（对于 管理模式）、abt、und、irq 和 FIQ。

Answer 1

正确的语法是 mrs r2,sp_svc 或 mrs r3, sp_usr。这是一个新的 armv7 扩展。代码可以在ARM Linux KVM源文件中看到 interrupt_head.S。此指令支持的gas binutils 补丁 作者：马修·格雷顿-丹恩。据我所知，它需要虚拟化扩展。

据我了解，LPAE（大型物理地址扩展）意味着虚拟化扩展。因此 Cortex-A7、Cortex-A12、Cortex-A15 和 Cortex-A17 可能能够使用此扩展。但是，Cortex-A5、Cortex-A8 和 Cortex-A9 则不能。

有关该指令的文档可以在 ARMv7a TRM revC 的 B9.3.9 MRS（分组寄存器） 部分找到。

对于其他 Cortex-A（和 ARMv6）CPU，您可以使用 cps 指令切换模式并将存储寄存器传输到非存储寄存器 (R0-R7)，然后再切换回来。明显的困难在于用户模式。处理这个问题的正确方法是使用ldm rN, {sp,lr}^;用户模式没有返回特权模式的简单方法。

对于所有较旧的 CPU，old_timer 提供的信息都适用。主要是使用mrs/msr来改变模式。 mrs/msr 适用于全类 ARM cpu，但需要多条指令，因此可能存在竞争问题，需要根据上下文进行中断和异常屏蔽。

这是上下文切换（VM 经常执行此操作）的重要指令（序列）。

Answer 2

我认为使用 mov 指令不可能做到这一点；至少根据我正在阅读的 ARM 架构参考手册。你有什么文件？有一个 ldm 变体，可以从特权模式加载用户模式寄存器（使用 ^）。您唯一的其他选择是切换到 SVC 模式，执行 mov r2, sp，然后切换回您正在使用的任何其他模式。

您收到的错误是因为它不理解 sp_svc，因此它认为您正在尝试立即执行 mov，这看起来像：

mov r2, #0x14

这就是为什么它说“需要 # 前缀”。

Answer 3

您可以使用 mrs 和 msr 通过更改 cpsr 中的位来更改模式，然后通常使用 r13。

从手臂开始

MRS R0,CPSR
BIC R0,R0,#0x1F
ORR R0,R0,#0x13
MSR CPSR_c,R0

然后，

mov sp,#0x10000000

，或者如果您立即需要更多位，

ldr sp,=0x12345600

或者如果您不希望汇编器放置您的数据，您可以自己放置。

ldr sp,svc_stack
b 1f
svc_stack: .word 0x12345600
1:

您将看到典型的arm启动代码，其中应用程序将支持中断、中止和其他异常，以设置您将需要的所有堆栈指针、更改模式、设置sp、更改模式、设置sp、更改模式...