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2021年09月17日 | ARM9_S3C2440学习（一）ARM体系的7种工作模式
2021-09-17 来源：eefocus
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和连接寄存器；
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；
史海拾趣
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