協(xié)處理器及其他指令之：狀態(tài)寄存器訪問指令
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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(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
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(dāng)需要保存或修改當(dāng)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(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，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，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，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)程切換時也需要保存當(dāng)前狀態(tài)寄存器的值。
| 注意 | 在用戶模式下對CPSR[23∶0]進(jìn)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(yù)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(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，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
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