協(xié)處理器及其他指令之：狀態(tài)寄存器訪問指令

9.2狀態(tài)寄存器訪問指令

ARM指令集提供了兩條指令，可直接控制程序狀態(tài)寄存器psr。MRS指令用于把cpsr或者spsr的值傳送到一個(gè)寄存器；MSR與之相反，它將一個(gè)寄存器的內(nèi)容傳送到cpsr或者spsr。這兩條指令結(jié)合，可用于對cpsr和spsr進(jìn)行讀/寫操作。

表9.2總結(jié)了狀態(tài)寄存器訪問指令。

表9.2 狀態(tài)寄存器訪問指令

當(dāng)需要保存或修改當(dāng)前模式下CISR或SPSR的內(nèi)容時(shí)，首先必須將這些內(nèi)容傳送到通用寄存器中，對選擇的位進(jìn)行修改，然后將數(shù)據(jù)回寫到狀態(tài)寄存器。對于ARM和Thumb的狀態(tài)切換也是如此，程序不能通過直接改寫CPSR中的T控制位直接將程序狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，必須通過BX等指令完成程序狀態(tài)的切換。

9.2.1程序狀態(tài)字內(nèi)容送通用寄存器指令MRS

1．指令編碼格式

讀狀態(tài)寄存器指令MRS。在ARM寄存器中，只有MRS指令可以將狀態(tài)寄存器CPSR或SPSR讀出到通用寄存器中。將程序狀態(tài)字內(nèi)容讀取到通用寄存器中后就可以對其進(jìn)行計(jì)算、修改等操作。

指令的編碼格式如圖9.6所示。

圖9.6MRS指令編碼格式

2．指令的語法格式

MRS{cond>}Rd>，CPSR

MRS{cond>}Rd>，SPSR

①cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執(zhí)行。當(dāng)cond>忽略時(shí)，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。

②Rd>

確定指令的目標(biāo)寄存器。如果r15被用作目標(biāo)寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。

3．指令操作的偽代碼

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

IfConditionPassed{cond}then

IfR==1then

Rd=SPSR

Else

Rd=CPSR

4．指令的使用

MRS指令注意用于以下3種場合：

·當(dāng)需要保存或修改當(dāng)前模式下CPSR或SPSR的內(nèi)容時(shí)，首先必須將這些內(nèi)容傳送到通用寄存器中，對選擇的位進(jìn)行修改，然后將數(shù)據(jù)回寫到狀態(tài)寄存器。

·當(dāng)異常中斷允許嵌套時(shí)，需要在進(jìn)入異常中斷之后，嵌套中斷發(fā)生之前保存當(dāng)前處理器模式對應(yīng)的SPSR。這時(shí)需要先通過MRS指令讀出SPSR的值，再用其他指令（如壓棧指令）將SPSR值保存起來。

·在進(jìn)程切換時(shí)也需要保存當(dāng)前狀態(tài)寄存器的值。

5．指令舉例

（1）將CPSR狀態(tài)寄存器讀取，保存到r1中。

MRSr1，CPSR

（2）將SPSR狀態(tài)寄存器讀取，保存到r2中。

MRSr2，SPSR

（3）MSR指令讀取CPSR，用來判斷ALU的狀態(tài)標(biāo)志或IRQ/FIQ中斷是否允許等；在異常處理程序中，讀SPSR可知道進(jìn)入異常前的處理器狀態(tài)等。MRS與MSR配合使用，實(shí)現(xiàn)CPSR或SPSR寄存器的讀－修改－寫操作，可用來進(jìn)行處理器模式的切換或禁止/使能IRQ/FIQ中斷等設(shè)置。另外，進(jìn)行切換或允許異常中斷嵌套時(shí)，也需要使用MRS指令讀取SPSR狀態(tài)值保存起來。

下面的例子使能IRQ中斷。

ENABLE_IRQ

MRSr0，CPSR

BICr0，r0，＃0x80

MSRCPSR_c，r0

MOVPC，LR

下面的例子禁止IRQ中斷。

DISABLE_IRQ

MRSr0，CPSR

ORRr0，r0，＃0x80

MSRCPSR_c，r0

MOVPC，LR