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1.MSR和MRS指令介绍

MRS 指令:  对状态寄存器CPSR和SPSR进行 读操作 。通过读CPSR可以获得当前处理器的工作状态。读SPSR寄存器可以获得进入异常前的处理器状态(因为只有异常模式下有SPSR寄存器)。

MSR指令:    对状态寄存器CPSR和SPSR进行 写操作 。与MRS配合使用,可以实现对CPSR或SPSR寄存器的读-修改-写操作,可以切换处理器模式、或者允许/禁止IRQ/FIQ中断等。

2.CPSR 程序状态寄存器(current program status register)

如图所示,ARM每种工作模式除R0~R15共16个寄存器外,还有第17个寄存器CPSR,叫做 当前程序状态寄存器

CPSR寄存器格式:

在CPSR寄存器中主要用到了控制位,每个标志位如下图所示:

3.使用MSR指令写入数据

msr cpsr_c, #0xd2       @0xd2=1100 0010//禁止中断使能,进入中断模式
msr cpsr_c, #0x53        @0x53=0101 0011//开IRQ中断,禁止FIQ中断,进入ARM状态,设为管理(svc32)模式

其中cpsr_c是因为CPSR有4个8位区域:

  • C 控制域屏蔽字节([7:0])
  • X 扩展域屏蔽字节([15:8])
  • S 状态域屏蔽字节([23:16])
  • F 标志域屏蔽字节([31:24])
  • 所以cpsr_c表示的是CPSR控制位、

    4.使用MRS和MSR来设置2440位管理模式,实例:

    mrs r0,cpsr         //读状态寄存器cpsr的数据到r0中
    bic  r0,r0,#0x1f    //对r0低5位进行清0,清除模式位
    orr    r0,r0,#0xd3  //低8位或(110 10011), 设为管理(svc32)模式,禁止IRQ和FIQ中断
    msr    cpsr,r0      //写入状态寄存器cpsr,更新。

    5.SPSR程序保存状态寄存器(saved program status register)

    SPSR用于保存CPSR的状态,以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。当特定的异常中断发生时,这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容。在异常中断退出时,可以用SPSR来恢复CPSR。

    (注意:用户 user 模式和系统 system 模式不是异常中断模式,所以他没有SPSR。当用户在用户模式或系统模式访问SPSR,将产生不可预知的后果。)

    在异常模式返回时,如果指令带有S后缀(除了比较指令以外),同时又以PC为目标寄存器进行操作,则操作的同时从SPSR恢复CPSR。以下都是可以恢复CPSR寄存器

    movs pc, #0xff             // cpsr = spsr; pc = 0xff 
    adds pc, r1, #0xffffff00   //cpsr = spsr; pc = r1 + 0xffffff00  
    ands pc, r1, r2         //cpsr = spsr; pc = r1 & r2; 
    ldmia   sp!,    { r0-r12,pc }^ //中断返回, ^表示将spsr的值复制到cpsr


    分成了4部分:

    1,条件标志位

    N(Negative), Z(Zero), C(Carry), V(Verflow)统称为条件标志位。ARM指令可以根据CPSR中的这些条件标志位来选择性的执行。

    2,Q标志位

    ARM v5的E系列处理器中,CPSR的bit[27]称为Q标志位。主要用于指示增强的DSP指令是否发生了溢出。

    3,控制位

    I, F, T以及M[4:0]统称为控制位。当异常中断发生时,这些位发生变化。在特权级的处理器模式下,软件可以修改这些控制位。

    下表示控制位M[4:0]的含义:

    4,保留位
    用于将来ARM版本的扩展。


    二:状态寄存器访问指令仅有两条:

    MRS: 状态寄存器到通用寄存器的传送指令。

    MSR: 通用寄存器到状态寄存器的传送指令。

    三:MRS指令用法:


    四:MSR指令用法:

    <cond>为指令执行的条件码。当<cond>忽略时指令为无条件执行。

    <fields>设置状态寄存器中需要操作的位。状态寄存器的32位可以分为4个8位的域:

    f: 指示bits[31 : 24],又名条件标志位域

    s: 指示bits[23 : 16],又名状态标志位域

    x: 指示bits[15 : 8], 又名扩展位域

    c: 指示bits[7 : 0],又名控制位
    <immediate>为将要传送到状态寄存器中的立即数,该立即数的计算方式可以去照看<ARM+Architecture+Reference+Manual.pdf>

    <Rm>寄存器包含将要传送到状态寄存器中的数据。

    指令的操作伪代码: