圣殿重建最新消息:ARM体系的7种工作模式

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/03/29 06:08:02
ARM体系的7种工作模式

一、ARM体系的CPU有以下7种工作模式:

1、用户模式(usr):正常的程序执行状态

2、快速中断模式(fiq):

3、中断模式(irq):

4、管理模式(svc):操作系统使用的保护模式

5、系统模式(sys):运行具有特权的操作系统任务

6、数据访问终止模式(abt):数据或指令预取终止时进入该模式

7、未定义指令终止模式(und):未定义的指令执行时进入该模式

注解:

可以通过软件来进行模式切换,或者发生各类中断、异常时CPU自动进入相应的模式;

除用户模式外,其余6种工作模式都属于特权模式;

特权模式中除了系统模式以外的其余5种模式称为异常模式;

大多数程序运行于用户模式;

进入特权模式是为了处理中断、异常、或者访问被保护的系统资源;

二、ARM体系的CPU有两种工作状态

1、ARM

2、THumb

CPU上电处于ARM状态

三、寄存器

ARM有31个通用的32位寄存器,6个程序状态寄存器,共分为7组,有些寄存器是所有工作模式共用的,还有一些寄存器专属于每一种工作模式;

R13——栈指针寄存器,用于保存堆栈指针;

R14——程序连接寄存器,当执行BL子程序调用指令时,R14中得到R15的备份,而当发生中断或异常时,R14保存R15的返回值;

R15——程序计数器;

快速中断模式有7个备份寄存器R8—R14,这使得进入快速中断模式执行很大部分程序时,甚至不需要保存任何寄存器;

其它特权模式都含有两个独立的寄存器副本R13、R14,这样可以令每个模式都拥有自己的堆栈指针连接寄存器;

四、当前程序状态寄存器(CPSR)

CPSR中各位意义如下:

         T位:1——CPU处于Thumb状态,   0——CPU处于ARM状态;

         I、F(中断禁止位): 1——禁止中断,   0——中断使能;

         工作模式位:可以改变这些位,进行模式切换;

五、程序状态保存寄存器(SPSR)

     当切换进入某一个特权模式时,SPSR保存前一个工作模式的CPSR值,这样,当返回前一个工作模式时,可以将SPSR的值恢复到CPSR中;


六、模式切换

当异常发生,CPU进入相应的异常模式时,以下工作是由CPU自动完成的:

1、在异常模式的R14中保存前一工作模式的下一条即将执行的指令地址;

2、将CPSR的值复制到异常模式的SPSR中;

3、将CPSR的工作模式设为该异常模式对应的工作模式;

4、令PC值等于这个异常模式在异常向量表中的地址,即跳转去执行异常向量表中的相应指令;

从异常工作模式退回到之前的工作模式时,需要由软件来完成以下工作:

1、将异常模式的R14减去一个适当的值(4或8)后赋给PC寄存器;

2、将异常模式SPSR的值赋给CPSR;

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