协处理器及其他指令之:状态寄存器访问指令
9.2状态寄存器访问指令
ARM指令集提供了两条指令,可直接控制程序状态寄存器psr。MRS指令用于把cpsr或者spsr的值传送到一个寄存器;MSR与之相反,它将一个寄存器的内容传送到cpsr或者spsr。这两条指令结合,可用于对cpsr和spsr进行读/写操作。
表9.2总结了状态寄存器访问指令。
表9.2 状态寄存器访问指令
助记符 | 含义 | 操作 |
MRS | 将程序状态字寄存器的值送到通用寄存器 | Rd=spr |
MSR | 将通用寄存器的值送到程序状态字寄存器 | Psr[field]=Rm |
MSR | 将一个立即数送到程序状态字 | Psr[field]=immediate |
当需要保存或修改当前模式下CISR或SPSR的内容时,首先必须将这些内容传送到通用寄存器中,对选择的位进行修改,然后将数据回写到状态寄存器。对于ARM和Thumb的状态切换也是如此,程序不能通过直接改写CPSR中的T控制位直接将程序状态切换到Thumb状态,必须通过BX等指令完成程序状态的切换。
9.2.1程序状态字内容送通用寄存器指令MRS
1.指令编码格式
读状态寄存器指令MRS。在ARM寄存器中,只有MRS指令可以将状态寄存器CPSR或SPSR读出到通用寄存器中。将程序状态字内容读取到通用寄存器中后就可以对其进行计算、修改等操作。
指令的编码格式如图9.6所示。
图9.6MRS指令编码格式
2.指令的语法格式
MRS{cond>}Rd>,CPSR
MRS{cond>}Rd>,SPSR
①cond>
为指令编码中的条件域。它指示指令在什么条件下执行。当cond>忽略时,指令为无条件执行(cond=AL(Alway))。
②Rd>
确定指令的目标寄存器。如果r15被用作目标寄存器,指令的执行结果不可预知。
3.指令操作的伪代码
指令操作的伪代码如下面程序段所示。
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种场合:
·当需要保存或修改当前模式下CPSR或SPSR的内容时,首先必须将这些内容传送到通用寄存器中,对选择的位进行修改,然后将数据回写到状态寄存器。
·当异常中断允许嵌套时,需要在进入异常中断之后,嵌套中断发生之前保存当前处理器模式对应的SPSR。这时需要先通过MRS指令读出SPSR的值,再用其他指令(如压栈指令)将SPSR值保存起来。
·在进程切换时也需要保存当前状态寄存器的值。
注意 | 在用户模式下对CPSR[23∶0]进行任何修改都是无效的。另外,尽量避免在用户模式或系统模式下访问SPSR,因为在这种模式下没有SPSR,如果执行此操作,指令的执行结果不可预知。 |
5.指令举例
(1)将CPSR状态寄存器读取,保存到r1中。
MRSr1,CPSR
(2)将SPSR状态寄存器读取,保存到r2中。
MRSr2,SPSR
(3)MSR指令读取CPSR,用来判断ALU的状态标志或IRQ/FIQ中断是否允许等;在异常处理程序中,读SPSR可知道进入异常前的处理器状态等。MRS与MSR配合使用,实现CPSR或SPSR寄存器的读-修改-写操作,可用来进行处理器模式的切换或禁止/使能IRQ/FIQ中断等设置。另外,进行切换或允许异常中断嵌套时,也需要使用MRS指令读取SPSR状态值保存起来。
下面的例子使能IRQ中断。
ENABLE_IRQ
MRSr0,CPSR
BICr0,r0,#0x80
MSRCPSR_c,r0
MOVPC,LR
下面的例子禁止IRQ中断。
DISABLE_IRQ
MRSr0,CPSR
ORRr0,r0,#0x80
MSRCPSR_c,r0
MOVPC,LR
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