协处理器及其他指令之：协处理器指令

9.1.5协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传送指令MRC

1．指令编码格式

协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传送指令MRC（MovetoARMregisterfromCoprocessor）将协处理器cp_num的寄存器的值传送到ARM寄存器中。如果没有协处理器执行指定操作，将产生未定义指令异常。

指令的编码格式如图9.5所示。

图9.5MRC指令编码格式

2．指令的语法格式

MRC{cond>}coproc>，opcode_1>，Rd>，CRn>，CRm>{，opcode_2>}

MRC2coproc>，opcode_1>，Rd>，CRn>，CRm>{，opcode_2>}

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））。

②MRC2

MRC2指令的一种特殊格式。这种格式中指定编码的条件域cond>为ob1111。这种设计为协处理器的设计者提供了一个灵活的扩展空间。此指令只能无条件执行。

③coproc>

指定协处理器的编号，标准的协处理器的名字为p0、p1、…、p15。

④opcode_1>

指定协处理器执行的操作码，确定哪一个协处理器指令将被执行。

⑤Rd>

确定哪一个ARM寄存器接受协处理器传送的数值。如果程序计数器PC被用作目的寄存器，指令的执行结果不可预知。

⑥CRn>

确定包含第一个操作数的协处理器寄存器。

⑦CRm>

确定包含第二个操作数的协处理器寄存器。

⑧opcode_2>

指定协处理器执行的操作码，确定哪一个协处理器指令将被执行。通常与opcode_1>配合使用。

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

Data=valuefromcoprocessor[cp_num]

IfRdisR15then

Nflag=data[31]

Zflag=data[30]

Cflag=data[29]

Vflag=data[28]

Else/*Rd≠R15*/

Rd=data

4．指令举例

协处理器源寄存器为c0和c2，目的寄存器为ARM寄存器r4，第一操作数opcode_1=5，第二操作数opcode_2=3。

MRCp15，5，r4，c0，c2，3

5．指令的使用

·如果目的寄存器为程序计数器r15，则程序状态字条件标准位根据传送数据的前4bit确定，后28bit被忽略。

·指令的编码格式中，bits[31∶24]、bit[20]、bits[15∶8]和bit[4]为ARM体系结构定义。其他域由各生产商定义。

·硬件协处理器支持与否完全由生产商定义，某款ARM芯片中，是否支持协处理器或支持哪个协处理器与ARM版本无关。生产商可以选择实现部分协处理器指令或者完全不支持协处理器。

·如果协处理器必须完成一些内部工作来准备一个32位数据向ARM传送（例如，浮点FIX操作必须将浮点值转换为等效的定点值），那么这些工作必须在协处理器提交传送前进行。因此，在准备数据时经常需要协处理器握手信号处于“忙－等待”状态。ARM可以在忙－等待时间内产生中断。如果它确实得以中断，那么它将暂停握手以服务中断。当它从中断服务程序返回时，将可能重试协处理器指令，但也可能不重试。例如，中断可能导致任务切换。无论哪种情况，协处理器必须给出一致结果，因此，在握手提交阶段之前的准备工作不允许改变处理器的可见状态。