令狀態寄存器訪問指令（MRS,MSR）
ARM中有兩條指令用於在狀態寄存器和通用寄存器之間傳送數據。
針對32位的ARM處理器，狀態寄存器就是一個32位長的寄存器。每個位的含義如下圖：
分成了4部分：
1，條件標誌位
N(Negative), Z(Zero), C(Carry), V(Verflow)統稱為條件標誌位。ARM指令可以根據CPSR中的這些條件標誌位來選擇性的執行。
2，Q標誌位
ARM v5的E系列處理器中，CPSR的bit[27]稱為Q標誌位。主要用於指示增強的DSP指令是否發生了溢出。
3，控制位
I, F, T以及M[4:0]統稱為控制位。當異常中斷發生時，這些位發生變化。在特權級的處理器模式下，軟件可以修改這些控制位。
下表示控制位M[4:0]的含義：
M[4：0] |
處理器模式 |
可訪問的寄存器 |
|
0b10000 |
用戶模式 |
PC，CPSR, R14～R0 |
|
0b10001 |
FIQ模式 |
PC，CPSR, SPSR_fiq，R14_fiq，R8_fiq, R7～R0 |
|
0b10010 |
IRQ模式 |
PC，CPSR, SPSR_irq，R14_irq，R13_irq,R12～R0 |
|
0b10011 |
管理模式 |
PC，CPSR, SPSR_svc，R14_svc，R13_svc,R12～R0 |
|
0b10111 |
中止模式 |
PC，CPSR, SPSR_abt，R14_abt，R13_abt, R12～R0 |
|
0b11011 |
未定義模式 |
PC，CPSR, SPSR_und，R14_und，R13_und, R12～R0 |
|
0b11111 |
系統模式 |
PC，CPSR（ARMv4及以上版本）， R14～R0 |
4，保留位
用於將來ARM版本的擴展。
狀態寄存器訪問指令僅有兩天：
MRS: 狀態寄存器到通用寄存器的傳送指令。
MSR: 通用寄存器到狀態寄存器的傳送指令。
MRS指令介紹
MRS的指令編碼格式：
指令的語法格式：
MRS{<cond>}<Rd>, CPSR
MRS{<cond>}<Rd>, SPSR
其中：
<cond>為指令執行的條件碼。當<cond>忽略時指令為無條件執行。
<Rd>為目標寄存器。
指令操作的偽代碼：
C代碼
- if ConditionPassed(cond) then
- if R == 1 then
- Rd = SPSR
- else
- Rd = CPSR
MSR指令使用的場合：
- 通常通過“讀取-修改-寫回”操作序列修改狀態寄存器的內容。MRS指令用於將狀態寄存器的內容讀到通用寄存器中。
- 當異常允許嵌套時，需要在進入異常中斷之後，嵌套中斷發生之前保存當前處理器模式對應的SPSR。這時需要先通過MRS指令讀出SPSR的值，在用其他指令將SPSR值保存起來。
- 在進程切換時也需要保存當前狀態寄存器的值。
MSR指令介紹
MRS的指令編碼格式：
這裏分為兩種格式，一種是原操作數為通用寄存器， 另一種是源操作數是立即數。
指令的語法格式：
C代碼
- MSR{<cond>} CPSR_<fields>, #<immediate>
- MSR{<cond>} CPSR_<fields>, <Rm>
- MSR{<cond>} CPSR_<fields>, #<immediate>
- MSR{<cond>} CPSR_<fields>, <Rm>
其中：
<cond>為指令執行的條件碼。當<cond>忽略時指令為無條件執行。
<fields>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：
f: 指示bits[31 : 24]，又名條件標誌位域
s: 指示bits[23 : 16]，又名狀態標誌位域
x: 指示bits[15 : 8]， 又名擴展位域
c: 指示bits[7 : 0]，又名控制位
<immediate>為將要傳送到狀態寄存器中的立即數，該立即數的計算方式可以去照看<ARM+Architecture+Reference+Manual.pdf>
<Rm>寄存器包含將要傳送到狀態寄存器中的數據。
指令的操作偽代碼：
指令的使用：
MSR指令通常用於恢復狀態寄存器的內容或者改變寄存器的內容。
當退出異常中斷處理器程序時，如果事先保存了狀態寄存器的內容通常通過MSR指令將事先保存的狀態寄存器內容恢復到狀態寄存器中。
當需要修改狀態寄存器的內容時，通過“讀取-修改-寫回”指令序列完成。寫回操作也是通過MSR指令完成的。
處理器切換到特權模式，使用將要修改某個位域的示例：
C代碼
- mrs r0, cpsr ;讀取cpsr中的值
- bic r0, r0, #0x1F ;修改，去除當前處理器模式
- orr r0, r0, #0x13 ;修改，設置特權模式
- msr cpsr_c, r0 ;寫回，僅僅修改CPRS中的控制位
- 1.MSR和MRS指令介紹
-
MRS 指令: 對狀態寄存器CPSR和SPSR進行讀操作。通過讀CPSR可以獲得當前處理器的工作狀態。讀SPSR寄存器可以獲得進入異常前的處理器狀態（因為只有異常模式下有SPSR寄存器）。
MSR指令: 對狀態寄存器CPSR和SPSR進行寫操作。與MRS配合使用，可以實現對CPSR或SPSR寄存器的讀-修改-寫操作，可以切換處理器模式、或者允許/禁止IRQ/FIQ中斷等。
2.CPSR 程序狀態寄存器(current program status register)
如圖所示，ARM每種工作模式除R0~R15共16個寄存器外，還有第17個寄存器CPSR,叫做 當前程序狀態寄存器
CPSR寄存器格式:
在CPSR寄存器中主要用到了控制位，每個標誌位如下圖所示：
3.使用MSR指令寫入數據
例:
msr cpsr_c, #0xd2 @0xd2=1100 0010//禁止中斷使能,進入中斷模式 msr cpsr_c, #0x53 @0x53=0101 0011//開IRQ中斷，禁止FIQ中斷，進入ARM狀態，設為管理(svc32)模式
其中cpsr_c是因為CPSR有4個8位區域：
- C 控制域屏蔽字節([7:0])
- X 擴展域屏蔽字節([15:8])
- S 狀態域屏蔽字節([23:16])
- F 標誌域屏蔽字節([31:24])
所以cpsr_c表示的是CPSR控制位、
4.使用MRS和MSR來設置2440位管理模式,實例:
mrs r0,cpsr //讀狀態寄存器cpsr的數據到r0中 bic r0,r0,#0x1f //對r0低5位進行清0，清除模式位 orr r0,r0,#0xd3 //低8位或(110 10011), 設為管理(svc32)模式,禁止IRQ和FIQ中斷 msr cpsr,r0 //寫入狀態寄存器cpsr，更新。
5.SPSR程序保存狀態寄存器(saved program status register)
SPSR用於保存CPSR的狀態，以便異常返回後恢復異常發生時的工作狀態。當特定的異常中斷發生時，這個寄存器用於存放當前程序狀態寄存器的內容。在異常中斷退出時，可以用SPSR來恢復CPSR。
(註意:用戶user模式和系統system模式不是異常中斷模式，所以他沒有SPSR。當用戶在用戶模式或系統模式訪問SPSR，將產生不可預知的後果。)
在異常模式返回時,如果指令帶有S後綴（除了比較指令以外），同時又以PC為目標寄存器進行操作，則操作的同時從SPSR恢復CPSR。以下都是可以恢復CPSR寄存器
令狀態寄存器訪問指令（MRS,MSR）