【ARM】MRS MSR指令

00. 目录

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。

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