一、代码
以下是基于 ARMv7-A 架构的汇编代码,通过修改 CPSR (当前程序状态寄存器)将 CPU 切换到 User 模式(模式编号 0x10),包含关键注释和安全校验:
/*
* 功能:将 ARM CPU 切换到 User 模式(非特权模式)
* 架构:ARMv7-A(支持 CPSR 模式位操作)
* 说明:User 模式无特权,无法访问系统寄存器/修改模式,需从特权模式(如 SVC)切换
*/
.text
.global cpu_enter_user_mode // 全局函数入口
cpu_enter_user_mode:
// 1. 读取当前 CPSR(确保在特权模式下执行,否则会触发未定义指令异常)
mrs r0, cpsr
// 2. 清除低 5 位模式位(M[4:0]),设置为 User 模式(0x10)
bic r0, r0, #0x1F // 清除原有模式位(0x1F = 5 位全1)
orr r0, r0, #0x10 // 设置为 User 模式(M[4:0] = 0b10000)
// 3. 禁用 IRQ 中断(可选,User 模式默认可响应 IRQ,按需开启)
// bic r0, r0, #0x80 // 若需启用 IRQ,取消此行注释(清除 I 位)
orr r0, r0, #0x80 // 禁用 IRQ(置位 I 位,防止中断中异常切换)
// 4. 写入修改后的 CPSR,完成模式切换
msr cpsr_c, r0 // 仅修改 CPSR 的控制位(c 字段)
// 5. 返回(User 模式下继续执行)
bx lr
二、关键点说明
MRS/MSR指令:在ARM中,对状态寄存器 CPSR 的修改必须遵循"读取-修改-写回"的流程。 MRS 用于将 CPSR 的值读取到通用寄存器,修改后再通过 MSR 指令写回。 cpsr_c 表示只修改 CPSR 的低8位控制域。
模式位设置:用户模式对应的模式位 M[4:0] 为 10000 (即 0x10 )。代码通过 bic 指令先清空当前模式位,再通过 orr 指令设置目标模式位。
权限与栈初始化:用户模式是非特权模式,在该模式下无法直接修改 CPSR 切换到其他模式。因此,所有对处理器模式和系统资源的初始化工作(包括为用户模式设置栈指针)必须在进入用户模式之前,在特权模式下完成。