9.1 协处理器指令
ARM 体系结构允许通过增加协处理器来扩展指令集。最常用的协处理器是用于控制片
上功能的系统协处理器。例如控制 Cache 和存储管理单元的 CP15 寄存器。此外，还有用于
浮点运算的浮点 ARM协处理器，各生产商还可以根据需要开发自己的专用协处理器。
ARM协处理器具有自己专用的寄存器组，它们的状态由控制 ARM状态的指令的镜像指
令来控制。
程序的控制流指令由 ARM 处理器来处理，所有协处理器指令只能同数据处理和数据传
送有关。按照 RISC 的 Load/Store 体系原则，数据的处理和传送指令是被清楚分开的，所以
它们有不同的指令格式。
ARM处理器支持 16个协处理器，在程序执行过程中，每个协处理器忽略 ARM和其他
协处理器指令。当一个协处理器硬件不能执行属于它的协处理器指令时，将产生一个未定义
指令异常中断，在该异常中断处理过程中，可以通过软件仿真该硬件操作。如果，一个系统
中不包含向量浮点运算器，则可以选择浮点运算软件包来支持向量浮点运算。
ARM协处理器可以部分地执行一条指令，而后产生中断。如除法运算除数为 0和溢出，
这样可以更好地处理运行时产生（run-time-generated）的异常。但是，指令的部分执行是由
协处理器完成的，此过程对 ARM 来说是透明的。当 ARM 处理器重新获得执行时，它将从
产生异常的指令处开始执行。
对某一个协处理器来说，并不一定用到协处理器指令中的所有的域。具体协处理器如何
定义和操作完全由协处理器的制造商自己决定，因此 ARM 协处理器指令中的协处理器寄存
器的标识符以及操作助记符也有各种不同的实现定义。程序员可以通过宏定义这些指令的语
法格式。
ARM协处理器指令分以下 3类。
• 协处理器数据操作。协处理器数据操作完全是协处理器内部操作，它完成协处理器寄
存器的状态改变。如浮点加运算，在浮点协处理器中两个寄存器相加，结果放在第 3个寄存
器中。这类指令包括 CDP指令。
• 协处理器数据传送指令。这类指令从寄存器读取数据装入协处理器寄存器，或将协处
理器寄存器的数据装入存储器。因为协处理器可以支持自己的数据类型，所以每个寄存器传
送的字数与协处理器有关。ARM 处理器产生存储器地址，但传送的字节由协处理器控制。
这类指令包括 LDC和 STC指令。
• 协处理器寄存器传送指令。在某些情况下，需要 ARM处理器和协处理器之间传送数
据。如一个浮点运算协处理器，FIX指令从协处理器寄存器取得浮点数据，将它转换为整数，
并将整数传送到 ARM 寄存器中。经常需要用浮点比较产生的结果来影响控制流，因此，比
较结果必须传送到 ARM的 CPSR中。这类协处理器寄存器传送指令包括MCR和MRC。
表 9.1列出了所有协处理器处理指令。
表 9.1 协处理器指令
助 记 符 操 作
