嵌入式系统基础 处理器模式 ARM处理器模式.docx

嵌入式系统基础延伸阅读 嵌入式系统基础 ARM处理器模式 ARM微处理器支持7种运行模式，分别为： 用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理。 外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。 管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。 数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。 系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。 未定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。 ARM处理器模式 ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变，也可以通过外部中断或异常处理改变。大多数的应用程序运行在用户模式下，当处理器运行在用户模式下时，某些被保护的系统资源是不能被访问的。 除用户模式以外，其余的所有6种模式称之为非用户模式，或特权模式；其中除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常模式，常用于处理中断或异常，以及需要访问受保护的系统资源等情况。 ARM寄存器 ARM处理器共有37个寄存器。其中包括：31个通用寄存器，包括程序计数器(PC)在内。这些寄存器都是32位寄存器。以及6个32位状态寄存器。 关于寄存器这里就不详细介绍了，有兴趣的人可以上网找找，很多这方面的资料。 异常处理 当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如处理一个外部的中断请求。在处理异常之前，当前处理器的状态必须保留，这样当异常处理完成之后，当前程序可以继续执行。处理器允许多个异常同时发生，它们将会按固定的优先级进行处理。当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下几步操作： 进入异常处理的基本步骤： 将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。将CPSR复制到相应的SPSR中。根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。 强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。如果异常发生时，处理器处于Thumb状态，则当异常向量地址加载入PC时，处理器自动切换到ARM状态。 ARM微处理器对异常的响应过程用伪码可以描述为： R14_ = Return Link SPSR_= CPSR CPSR[4:0] = Exception Mode Number CPSR[5] = 0 ；当运行于 ARM 工作状态时 If == Reset or FIQ then；当响应 FIQ 异常时，禁止新的 FIQ 异常 CPSR[6] = 1 PSR[7] = 1 PC = Exception Vector Address 异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回： 将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。 将SPSR复制回CPSR中。 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。