ARM9_S3C2440學習（一）ARM體系的7種工作模式

ARM體系的7種工作模式

 

一、ARM體系的CPU有以下7種工作模式：

1、使用者模式（usr）：正常的程式執行狀態

2、快速中斷模式（fiq）：

3、中斷模式（irq）：

4、管理員模式（svc）：作業系統使用的保護模式

5、系統模式（sys）：運行具有特權的作業系統任務

6、資料訪問終止模式（abt）：資料或指令預取終止時進入該模式

7、未定義指令終止模式（und）：未定義的指令執行時進入該模式

註解：

可以通過軟體來進行模式切換，或者發生各類中斷、異常時CPU自動進入相應的模式；

除使用者模式外，其餘6種工作模式都屬於特權模式；

特權模式中除了系統模式以外的其餘5種模式稱為異常模式；

大多數程式運行於使用者模式；

進入特權模式是為了處理中斷、異常、或者訪問被保護的系統資源；

二、ARM體系的CPU有兩種工作狀態

1、ARM

2、THumb

CPU上電處於ARM狀態

三、寄存器

ARM有31個通用的32位寄存器，6個程式狀態寄存器，共分為7組，有些寄存器是所有工作模式共用的，還有一些寄存器專屬於每一種工作模式；

R13——棧指標寄存器，用於儲存堆棧指標；

R14——程式串連寄存器，當執行BL子程式調用指令時，R14中得到R15的備份，而當發生中斷或異常時，R14儲存R15的傳回值；

R15——程式計數器；

快速中斷模式有7個備份寄存器R8—R14，這使得進入快速中斷模式執行很大部分程式時，甚至不需要儲存任何寄存器；

其它特權模式都含有兩個獨立的寄存器副本R13、R14，這樣可以令每個模式都擁有自己的堆棧指標和串連寄存器；

四、當前程式狀態寄存器（CPSR）

CPSR中各位意義如下：

T位：1——CPU處於Thumb狀態，  
0——CPU處於ARM狀態；

I、F（中斷禁止位）： 1——禁止中斷，   0——中斷使能；

工作模式位：可以改變這些位，進行模式切換；

五、程式狀態儲存寄存器（SPSR）

當切換進入某一個特權模式時，SPSR儲存前一個工作模式的CPSR值，這樣，當返回前一個工作模式時，可以將SPSR的值恢複到CPSR中；

六、模式切換

當異常發生，CPU進入相應的異常模式時，以下工作是由CPU自動完成的：

1、在異常模式的R14中儲存前一工作模式的下一條即將執行的指令地址；

2、將CPSR的值複製到異常模式的SPSR中；

3、將CPSR的工作模式設為該異常模式對應的工作模式；

4、令PC值等於這個異常模式在異常向量表中的地址，即跳轉去執行異常向量表中的相應指令；

從異常工作模式退回到之前的工作模式時，需要由軟體來完成以下工作：

1、將異常模式的R14減去一個適當的值（4或8）後賦給PC寄存器；

2、將異常模式SPSR的值賦給CPSR；