協(xié)處理器及其他指令之：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的值傳送到一個寄存器；MSR與之相反，它將一個寄存器的內(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
助記符
含義
操作
MRS
將程序狀態(tài)字寄存器的值送到通用寄存器
Rd=spr
MSR
將通用寄存器的值送到程序狀態(tài)字寄存器
Psr[field]=Rm
MSR
將一個立即數(shù)送到程序狀態(tài)字
Psr[field]=immediate
當需要保存或修改當前模式下CISR或SPSR的內(nèi)容時，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MRS1．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行計算、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
①<cond>
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<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。
②<Rd>
確定指令的目標寄存器。如果r15被用作目標寄存器，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預知。
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：
·當需要保存或修改當前模式下CPSR或SPSR的內(nèi)容時，首先必須將這些內(nèi)容傳送到通用寄存器中，對選擇的位進行修改，然后將數(shù)據(jù)回寫到狀態(tài)寄存器。
·當異常中斷允許嵌套時，需要在進入異常中斷之后，嵌套中斷發(fā)生之前保存當前處理器模式對應的SPSR。這時需要先通過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。
·在進程切換時也需要保存當前狀態(tài)寄存器的值。
注意
在用戶模式下對CPSR[23∶0]進行任何修改都是無效的。另外，盡量避免在用戶模式或系統(tǒng)模式下訪問SPSR，因為在這種模式下沒有SPSR，如果執(zhí)行此操作，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預知。
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可知道進入異常前的處理器狀態(tài)等。MRS與MSR配合使用，實現(xiàn)CPSR或SPSR寄存器的讀－修改－寫操作，可用來進行處理器模式的切換或禁止/使能IRQ/FIQ中斷等設(shè)置。另外，進行切換或允許異常中斷嵌套時，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
9.2.2寫狀態(tài)寄存器指令MSR1．指令編碼格式寫狀態(tài)寄存器指令MSR（MovetoStatusRegisterfromARMRegister）。在ARM處理器中，只有MSR指令可以直接設(shè)置狀態(tài)寄存器CPSR或SPSR。
圖9.7、圖9.8分別顯示了源操作數(shù)為立即數(shù)的MSR指令和源操作數(shù)為寄存器的MSR指令的編碼格式。
圖9.7源操作數(shù)為立即數(shù)的MSR指令編碼格式
圖9.8源操作數(shù)為寄存器的MSR指令編碼格式
2．指令的語法格式MSR{<cond>}CPSR_<fields>，#<immediate>
MSR{<cond>}CPSR_<fields>，<Rm>
MSR{<cond>}SPSR_<fields>，#<immediate>
MSR{<cond>}SPSR_<fields>，<Rm>
①<cond>
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<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。
②<fields>
域標志位，是下面選項中的一種或幾種的組合。
·C：設(shè)置控制位掩碼域（bit[16]）。
·X：設(shè)置擴展位掩碼域（bit[17]）。
·S：設(shè)置狀態(tài)位掩碼域（bit[18]）。
·F：設(shè)置標志位掩碼域（bit[19]）
③<immediate>
將被傳送到CPSR和SPSR寄存器的立即數(shù)。此立即數(shù)可以為8位立即數(shù)（范圍在0x00～0xff之間）。
④<Rm>
指定的通用寄存器，此寄存器包含將要被傳送狀態(tài)寄存器中的數(shù)據(jù)。
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
Ifopcode[25]==1
Operand=8_bit_immediateRotate_Right{rotate_imm*2}
Else/*opcode[25]==0*/
Operand=Rm
IfR==0then
Iffield_mask[0]==1andinAprivilegedMode()then
CPSR[7:0]=operand[7:0]
Iffield_mask[1]==1andinAprivilegedMode()then
CPSR[15:8]=operand[15:8]
Iffield_mask[2]==1andinAprivilegedMode()then
CPSR[23:16]=operand[23:16]
Iffield_mask[3]==1andthen
CPSR[31:24]=operand[31:24]
Else/*R==1*/
Iffield_mask[0]==1andCurrentModeHasSPSR()then
SPSR[7:0]=operand[7:0]
Iffield_mask[1]==1andCurrentModeHasSPSR()then
SPSR[15:8]=operand[15:8]
Iffield_mask[2]==1andCurrentModeHasSPSR()then
SPSR[23:16]=operand[23:16]
Iffield_mask[3]==1andCurrentModeHasSPSR()then
SPSR[31:24]=operand[31:24]
4．指令的使用詳見MRS指令。
5．指令舉例（1）使用“讀－修改－寫”模式更新CPSR寄存器。
MRSr0，CPSR ;讀CPSR寄存器的值
BICr0，r0，＃0xf0000000 ;清除N、Z、C、V位
MSRCPSR_f，r0 ;更新CPSR中的標志位
注意
因為PSR狀態(tài)寄存器中存在目前沒有定義的保留位，所以在使用時，最好加上“_fsxc”后綴，如上例中的“CPSR_f”。這樣做的目的是使指令只修改程序狀態(tài)寄存器的某個域，防止程序向高版本指令集移植時發(fā)生意外。
（2）禁止IRQ中斷。
MRSr0，CPSR;讀CPSR狀態(tài)寄存器
ORRr0，r0，＃0x80;設(shè)置IRQ中斷禁止位
MSRCPSR_c，r0;更新CPSR狀態(tài)寄存器
（3）堆棧初始化。
INITSTACK
MOVr0，LR;保存返回地址
；設(shè)置管理模式堆棧
MSRCPSR_c，＃0xd3；
LDRSP，StackSvc；
；設(shè)置中斷模式堆棧
MSRCPSR_c，＃0xd2；
LDRSP，StackIrq；
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