00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 狀態操作指令概述
  • 02. MRS
  • • 2.1 指令的語法格式
    • 2.2 指令示例
  • 03. MSR
  • • 3.1 指令的語法格式
    • 3.2 應用示例
  • 04. 綜合應用
  • • 4.1 使能 IRQ 中斷
    • 4.2 禁止 IRQ 中斷
    • 4.3 堆棧指令初始化
  • 05. 附錄

01. 狀態操作指令概述

ARM 指令集提供了兩條指令，可直接控制程序狀態寄存器（Program State Register，PSR）。MRS 指令用于把 CPSR 或 SPSR 的值傳送到一個寄存器；MSR 與之相反，把一個寄存器的內容傳送到 CPSR 或 SPSR。這兩條指令相結合，可用于對 CPSR 和 SPSR 進行讀/寫操作。程序狀態寄存器指令如下表所示。

在指令語法中可看到一個稱為 fields 的項，它可以是控制（C）、擴展（X）、狀態（S）及標志（F）的組合。

02. MRS

MRS 指令用于將程序狀態寄存器的內容傳送到通用寄存器中。在 ARM 處理器中，只有 MRS 指令可以將狀態寄存器 CPSR 或 SPSR 讀出到通用寄存器中。

2.1 指令的語法格式

MRS{cond} Rd，PSR # 其中，Rd 為目標寄存器，Rd 不允許為程序計數器（PC）。PSR 為 CPSR 或 SPSR。

2.2 指令示例

MRS R1,CPSR ;將 CPSR 狀態寄存器讀取，保存到 R1 中 MRS R2,SPSR ;將 SPSR 狀態寄存器讀取，保存到 R1 中

MRS 指令讀取 CPSR，可用來判斷 ALU 的狀態標志及 IRQ/FIQ 中斷是否允許等；在異常處理程序中，讀 SPSR 可指定進入異常前的處理器狀態等。MRS 與 MSR 配合使用，實現 CPSR 或 SPSR 寄存器的讀—修改—寫操作，可用來進行處理器模式切換，允許/禁止IRQ/FIQ 中斷等設置。另外，進程切換或允許異常中斷嵌套時，也需要使用 MRS 指令讀取SPSR 狀態值并保存起來。

03. MSR

在 ARM 處理器中，只有 MSR 指令可以直接設置狀態寄存器 CPSR 或 SPSR。

3.1 指令的語法格式

MSR{cond} PSR_field,#immed_8r MSR{cond} PSR_field,Rm

其中，PSR 是指 CPSR 或 SPSR。設置狀態寄存器中需要操作的位。狀態寄存器的 32 位可以分為 4 個 8 位的域（field）。bits[31:24]為條件標志位域，用 f 表示；bits[23:16]為狀態位域，用 s 表示；bits[15:8]為擴展位域，用 x 表示；bits[7:0]為控制位域，用 c 表示；immed_8r 為要傳送到狀態寄存器指定域的立即數，8 位；Rm 為要傳送到狀態寄存器指定域的數據源寄存器。

3.2 應用示例

MSR CPSR_c,#0xD3 ;CPSR[7:0]=0xD3,切換到管理模式 MSR CPSR_cxsf,R3 ;CPSR=R3

溫馨提示

只有在特權模式下才能修改狀態寄存器。

程序中不能通過 MSR 指令直接修改 CPSR 中的 T 位控制位來實現 ARM 狀態/Thumb狀態的切換，必須使用 BX 指令來完成處理器狀態的切換（因為 BX 指令屬轉移指令，它會打斷流水線狀態，實現處理器狀態的切換）。MRS 與 MSR 配合使用，實現 CPSR 或 SPSR寄存器的讀—修改—寫操作，可用來進行處理器模式切換及允許/禁止IRQ/FIQ中斷等設置。

04. 綜合應用

4.1 使能 IRQ 中斷

ENABLE_IRQ:MRS R0,CPSRBIC R0,R0,#0x80MSR CPSR_c,R0MOV PC,LR

4.2 禁止 IRQ 中斷

DISABLE_IRQ:MRS R0,CPSRORR R0,R0,#0x80MSR CPSR_c,R0MOV PC,LR

4.3 堆棧指令初始化

INITSTACK:MOV R0,LR ;保存返回地址@ 設置管理模式堆棧： MSR CPSR_c,#0xD3 LDR SP,StackSvc@設置中斷模式堆棧： MSR CPSR_c,#0xD2 LDR SP,StackSvc

05. 附錄

11.1 ARM Architecture Reference Manual

總結

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