協(xié)處理器及其他指令之：協(xié)處理器指令

9.1.5協(xié)處理器寄存器到ARM寄存器的數據傳送指令MRC

1．指令編碼格式

協(xié)處理器寄存器到ARM寄存器的數據傳送指令MRC（MovetoARMregisterfromCoprocessor）將協(xié)處理器cp_num的寄存器的值傳送到ARM寄存器中。如果沒(méi)有協(xié)處理器執行指定操作，將產(chǎn)生未定義指令異常。

指令的編碼格式如圖9.5所示。

圖9.5MRC指令編碼格式

2．指令的語(yǔ)法格式

MRC{cond>}coproc>，opcode_1>，Rd>，CRn>，CRm>{，opcode_2>}

MRC2coproc>，opcode_1>，Rd>，CRn>，CRm>{，opcode_2>}

①cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執行。當cond>忽略時(shí)，指令為無(wú)條件執行（cond=AL（Alway））。

②MRC2

MRC2指令的一種特殊格式。這種格式中指定編碼的條件域cond>為ob1111。這種設計為協(xié)處理器的設計者提供了一個(gè)靈活的擴展空間。此指令只能無(wú)條件執行。

③coproc>

指定協(xié)處理器的編號，標準的協(xié)處理器的名字為p0、p1、…、p15。

④opcode_1>

指定協(xié)處理器執行的操作碼，確定哪一個(gè)協(xié)處理器指令將被執行。

⑤Rd>

確定哪一個(gè)ARM寄存器接受協(xié)處理器傳送的數值。如果程序計數器PC被用作目的寄存器，指令的執行結果不可預知。

⑥CRn>

確定包含第一個(gè)操作數的協(xié)處理器寄存器。

⑦CRm>

確定包含第二個(gè)操作數的協(xié)處理器寄存器。

⑧opcode_2>

指定協(xié)處理器執行的操作碼，確定哪一個(gè)協(xié)處理器指令將被執行。通常與opcode_1>配合使用。

3．指令操作的偽代碼

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

IfConditionPassed{cond}then

Data=valuefromcoprocessor[cp_num]

IfRdisR15then

Nflag=data[31]

Zflag=data[30]

Cflag=data[29]

Vflag=data[28]

Else/*Rd≠R15*/

Rd=data

4．指令舉例

協(xié)處理器源寄存器為c0和c2，目的寄存器為ARM寄存器r4，第一操作數opcode_1=5，第二操作數opcode_2=3。

MRCp15，5，r4，c0，c2，3

5．指令的使用

·如果目的寄存器為程序計數器r15，則程序狀態(tài)字條件標準位根據傳送數據的前4bit確定，后28bit被忽略。

·指令的編碼格式中，bits[31∶24]、bit[20]、bits[15∶8]和bit[4]為ARM體系結構定義。其他域由各生產(chǎn)商定義。

·硬件協(xié)處理器支持與否完全由生產(chǎn)商定義，某款ARM芯片中，是否支持協(xié)處理器或支持哪個(gè)協(xié)處理器與ARM版本無(wú)關(guān)。生產(chǎn)商可以選擇實(shí)現部分協(xié)處理器指令或者完全不支持協(xié)處理器。

·如果協(xié)處理器必須完成一些內部工作來(lái)準備一個(gè)32位數據向ARM傳送（例如，浮點(diǎn)FIX操作必須將浮點(diǎn)值轉換為等效的定點(diǎn)值），那么這些工作必須在協(xié)處理器提交傳送前進(jìn)行。因此，在準備數據時(shí)經(jīng)常需要協(xié)處理器握手信號處于“忙－等待”狀態(tài)。ARM可以在忙－等待時(shí)間內產(chǎn)生中斷。如果它確實(shí)得以中斷，那么它將暫停握手以服務(wù)中斷。當它從中斷服務(wù)程序返回時(shí)，將可能重試協(xié)處理器指令，但也可能不重試。例如，中斷可能導致任務(wù)切換。無(wú)論哪種情況，協(xié)處理器必須給出一致結果，因此，在握手提交階段之前的準備工作不允許改變處理器的可見(jiàn)狀態(tài)。