MSR和MRS指令操作CPSR寄存器

Posted 2020-09-26 NQian

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

例:    

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

例如：

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