ARM汇编之程序状态寄存器传输指令

前言

首先，请问大家几个小小问题，你清楚：

• CLZ指令的常见使用场景；
• 状态寄存器访问指令有哪些？

今天，我们来一起探索并回答这些问题。为了便于大家理解，以下是本文的主题大纲：

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正文

CLZ前导0个数计数指令

CLZ指令

在ARMV5及以上的版本，存在一条特殊的指令CLZ，该指令则用于计算操作数最高端0的个数。主要应用场景如下所示：

• 计算操作数规范化(使其最高位为1)时需要左移的位数；
• 确定一个优先级掩码中的最高优先级(最高位的优先级)；

CLZ指令格式与实例展示如下：

图1 CLZ指令

值得注意的是CLZ指令是从高位（31bit）向低位(0bit)进行统计寄存器中为0的个数，直至遇到第一个1停止统计。特殊地，如果操作数的bit[31]为1，则指令返回0，如果操作数为0，则指令返回32。

状态寄存器访问指令

ARM中存在两条经典指令用于实现状态寄存器和通用寄存器之间传送数据。

不过关于状态寄存器，这里需要注意以下节点：

• 程序不能直接修改CPSR中的T控制位来直接将程序状态切换至Thumb状态，必须通过BX等指令完成程序状态的切换。
• 一般通过修改状态寄存器是通过“读取-修改-写回”的操作序列来实现的。
• 状态寄存器访问指令包括如下两条：
  • MRS：状态寄存器到通用寄存器的传送指令；
  • MSR：通用寄存器到状态寄存器的传送指令；

MRS指令

MRS指令主要用于将状态寄存器的内容传送到通用寄存器中。

MRS指令格式与实例展示如下所示：

图2 MRS指令

MRS指令主要的使用场景如下：

• MRS指令用于将状态寄存器中的值读取到通用寄存器中；
• 在异常中断允许嵌套时，需要在进入异常中断之后，嵌套中断发生之前保存当前处理器模式对应的SPSR,这是需要先通过MRS指令读出SPSR指令，再用其他指令将SPSR的值保存起来。
• 在进程切换时也需要保存当前状态寄存器值。

MSR指令

MSR指令则是用于将通用寄存器的内容或一个立即数传送至状态寄存器中。

MSR指令格式与实例展示如下所示：

图3 MSR指令

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