數(shù)據(jù)傳送指令之： 程序狀態(tài)寄存器指令
ARM指令集提供了兩條指令，可直接控制程序狀態(tài)寄存器（PSR，Program State Register）。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(nèi)容傳送到CPSR或SPSR。這兩條指令結(jié)合，可用于對CPSR和SPSR進行讀/寫操作。
交換指令如表5.5所示。
表5.5 程序狀態(tài)寄存器指令
指 令
作 用
操 作
MRS
把程序狀態(tài)寄存器的值送到一個通用寄存器
Rd=SPR
MSR
把通用寄存器的值送到程序狀態(tài)寄存器或把一個立即數(shù)送到程序狀態(tài)字
PSR[field]=Rm或PSR[field]=immediate
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(tài)（S）及標志（F）的組合。
注意
程序不能通過直接修改CPSR中的T位控制直接將程序狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，必須通過BX等指令完成程序狀態(tài)的切換。
5.6.1 MRS（1）指令編碼格式
MRS指令用于將程序狀態(tài)寄存器的內(nèi)容傳送到通用寄存器中。
指令的編碼格式如圖5.22所示。
圖5.22 MRS指令編碼格式
當數(shù)據(jù)被移到通用寄存器以后，就可以對數(shù)據(jù)進行處理。
（2）指令的語法格式
MRS{<cond>} <Rd>，CPSR
MRS{<cond>} <Rd>，SPSR
① <cond>
為指令編碼中的條件域。它指示LDM（1）指令在什么條件下執(zhí)行。當<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。
② <Rd>
目標寄存器。當r15被用作目標寄存器時，指令執(zhí)行結(jié)果不可預知。
（3）指令操作的偽代碼
指令操作偽代碼如下面程序段所示。
If ConditionPassed{cond} then
If R==1 then
Rd=SPSR
ELSE
Rd=CPSR
注意
① 當操作碼opcode[11∶0]≠0x000時，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預知。
② 當操作碼opcode[19∶16]≠0b1111時，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預知。
③ 當在用戶模式下對SPSR進行操作時，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預知。
5.6.2 MSR（1）指令編碼格式
MSR指令用于將通用寄存器中的內(nèi)容或立即數(shù)傳送到程序狀態(tài)寄存器中。因此指令的編碼格式也有兩種格式。
指令的源操作數(shù)為通用寄存器時編碼格式如圖5.23所示。
圖5.23 源操作數(shù)為通用寄存器的MSR指令編碼
指令的源操作數(shù)為立即數(shù)時編碼格式如圖5.24所示。
圖5.24 源操作數(shù)為立即數(shù)的MSR指令編碼
（2）指令的語法格式
MSR{<cond>} CPSR_<fields>，＃<immediate>
MSR{<cond>} CPSR_<fields>，＃<Rm>
MSR{<cond>} SPSR_<fields>，＃<immediate>
MSR{<cond>} SPSR_<fields>，＃<Rm>
① <cond>
為指令編碼中的條件域。它指示LDM（1）指令在什么條件下執(zhí)行。當<cond>忽略時，指令為無條件執(zhí)行（cond=AL（Alway））。
② <fields>
設置狀態(tài)寄存器中需要操作的位。狀態(tài)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]狀態(tài)位域，用s表示。
· bits[15∶8]擴展位域，用x表示。
· bits[7∶0]控制位域，用c表示。
③ < immediate >
表示將要傳送到狀態(tài)寄存器中的立即數(shù)。
（3）指令操作的偽代碼
指令操作偽代碼如下面程序段所示。
If ConditionPassed{cond} then
If opcode[25]==1
Operand=8_bit_immediate Rotate_Right {rotate_imm*2}
Else /*opcode[25]==0*/
Operand=Rm
If R==0 then
If field_mask[0]==1 and InAPrivilegedMode() then
CPSR[7:0]=operand[7:0]
If field_mask[1]==1 and InAPrivilegedMode() then
CPSR[15:8]=operand[15:8]
If field_mask[2]==1 and InAPrivilegedMode() then
CPSR[23:16]=operand[23:16]
If field_mask[2]==1 then
CPSR[31:24]=operand[31:24]
Else /*R==1*/
If field_mask[0]==1 and InAPrivilegedMode() then
SPSR[7:0]=operand[7:0]
If field_mask[1]==1 and InAPrivilegedMode() then
SPSR[15:8]=operand[15:8]
If field_mask[2]==1 and InAPrivilegedMode() then
SPSR[23:16]=operand[23:16]
If field_mask[2]==1 then
SPSR[31:24]=operand[31:24]
5.6.3 程序狀態(tài)寄存器指令應用在ARM處理器中，只有MRS指令可以將狀態(tài)寄存器CPSR或SPSR讀出到通用寄存器中。指令格式如下：
MRS{cond} Rd，PSR
其中，Rd為目標寄存器，Rd不允許為程序計數(shù)器PC。PSR為CPSR或SPSR。
MRS指令舉例如下。
MRS r1，CPSR ;將CPSR狀態(tài)寄存器讀取，保存到r1中
MRS r2，SPSR ;將SPSR狀態(tài)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(tài)標志以及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(tài)等。MRS與MSR配合使用，實現(xiàn)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(tài)值并保存起來。
【例5.7】使能IRQ中斷
ENABLE_IRQ
MRS r0，CPSR
BIC r0，r0，＃0x80
MSR CPSR_c，r0
MOV PC，LR
【例5.8】禁止IRQ中斷
DISABLE_IRQ
MRS r0,CPSR
ORR r0,r0,#0x80
MSR CPSR_c,r0
MOV PC,LR
在ARM處理器中，只有MSR指令可以直接設置狀態(tài)寄存器CPSR或SPSR。指令格式如下。
MSR{cond} PSR_field,#immed_8r
MSR{cond} PSR_field,Rm
其中，PSR是指CPSR或SPSR。<fields>設置狀態(tài)寄存器中需要操作的位。狀態(tài)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(tài)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(tài)寄存器指定域的立即數(shù)，8位；Rm為要傳送到狀態(tài)寄存器指定域的數(shù)據(jù)源寄存器。
MSR指令舉例如下。
MSR CPSR_c，＃0xD3 ;CPSR[7:0]=0xD3，切換到管理模式
MSR CPSR_cxsf，r3 ;CPSR=R3
只有在特權模式下才能修改狀態(tài)寄存器。
程序中不能通過MSR指令直接修改CPSR中T位控制位來實現(xiàn)ARM狀態(tài)/Thumb狀態(tài)的切換，必須使用BX指令來完成處理器狀態(tài)的切換（因為BX指令屬轉(zhuǎn)移指令，它會打斷流水線狀態(tài)，實現(xiàn)處理器狀態(tài)的切換）。MRS與MSR配合使用，實現(xiàn)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以及允許/禁止IRQ/FIQ中斷等設置。
【例5.9】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
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