【ARM】MRS MSR指令

00. 目录

文章目录

    • 00. 目录
    • 01. 状态操作指令概述
    • 02. MRS
      • 2.1 指令的语法格式
      • 2.2 指令示例
    • 03. MSR
      • 3.1 指令的语法格式
      • 3.2 应用示例
    • 04. 综合应用
      • 4.1 使能 IRQ 中断
      • 4.2 禁止 IRQ 中断
      • 4.3 堆栈指令初始化
    • 05. 附录

01. 状态操作指令概述

ARM 指令集提供了两条指令,可直接控制程序状态寄存器(Program State Register,PSR)。MRS 指令用于把 CPSR 或 SPSR 的值传送到一个寄存器;MSR 与之相反,把一个寄存器的内容传送到 CPSR 或 SPSR。这两条指令相结合,可用于对 CPSR 和 SPSR 进行读/写操作。程序状态寄存器指令如下表所示。
【ARM】MRS MSR指令_第1张图片

在指令语法中可看到一个称为 fields 的项,它可以是控制(C)、扩展(X)、状态(S)及标志(F)的组合。

02. MRS

MRS 指令用于将程序状态寄存器的内容传送到通用寄存器中。在 ARM 处理器中,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。

2.1 指令的语法格式

MRS{cond} Rd,PSR
# 其中,Rd 为目标寄存器,Rd 不允许为程序计数器(PC)。PSR 为 CPSR 或 SPSR。

2.2 指令示例

MRS R1,CPSR  ;将 CPSR 状态寄存器读取,保存到 R1 中
MRS R2,SPSR  ;将 SPSR 状态寄存器读取,保存到 R1 中

MRS 指令读取 CPSR,可用来判断 ALU 的状态标志及 IRQ/FIQ 中断是否允许等;在异常处理程序中,读 SPSR 可指定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切换,允许/禁止IRQ/FIQ 中断等设置。另外,进程切换或允许异常中断嵌套时,也需要使用 MRS 指令读取SPSR 状态值并保存起来。

03. MSR

在 ARM 处理器中,只有 MSR 指令可以直接设置状态寄存器 CPSR 或 SPSR。

3.1 指令的语法格式

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

其中,PSR 是指 CPSR 或 SPSR。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(field)。bits[31:24]为条件标志位域,用 f 表示;bits[23:16]为状态位域,用 s 表示;bits[15:8]为扩展位域,用 x 表示;bits[7:0]为控制位域,用 c 表示;immed_8r 为要传送到状态寄存器指定域的立即数,8 位;Rm 为要传送到状态寄存器指定域的数据源寄存器。

3.2 应用示例

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

温馨提示

只有在特权模式下才能修改状态寄存器。

程序中不能通过 MSR 指令直接修改 CPSR 中的 T 位控制位来实现 ARM 状态/Thumb状态的切换,必须使用 BX 指令来完成处理器状态的切换(因为 BX 指令属转移指令,它会打断流水线状态,实现处理器状态的切换)。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切换及允许/禁止IRQ/FIQ中断等设置。

04. 综合应用

4.1 使能 IRQ 中断

ENABLE_IRQ:
    MRS R0,CPSR
    BIC R0,R0,#0x80
    MSR CPSR_c,R0
    MOV PC,LR

4.2 禁止 IRQ 中断

DISABLE_IRQ:
    MRS R0,CPSR
    ORR R0,R0,#0x80
    MSR CPSR_c,R0
    MOV PC,LR

4.3 堆栈指令初始化

INITSTACK:
	MOV R0,LR ;保存返回地址

@ 设置管理模式堆栈:
MSR CPSR_c,#0xD3
LDR SP,StackSvc

@设置中断模式堆栈:
MSR CPSR_c,#0xD2
LDR SP,StackSvc

05. 附录

11.1 ARM Architecture Reference Manual

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