嵌入式系统：ARM处理器工作模式详解

ARM 处理器共支持所列的七种处理器模式见表2.3,表中给出了CPSR[4:0]与七种工作模式的关系以及各种模式的解释。

表2.3　ARM 处理器的工作模式

除用户模式外的其他六种模式称为特权模式,即快速中断(FIQ)、普通中断(IRQ)、管理(SVC)、中止、未定义、系统。 特权操作模式主要处理异常和监控调用(有时称为软件中断),它们可以自由地访问系统资源和改变模式。

特权模式中除系统模式以外的五种模式又称为异常模式,即快速中断(FIQ)、普通中断(IRQ)、管理(SVC)、中止、未定义。 特权模式由异常模式和系统模式组成,异常模式主要用于处理中断和异常,当应用程序发生异常中断时,处理器进入相应的异常模式。(www.xing528.com)

在每一种异常模式中都有某些附加的影子寄存器组,供相应的异常处理程序使用,这样就可以保证在进入异常模式时,用户模式下的寄存器(保存了程序运行状态)不被破坏,以避免异常出现时用户模式的状态不可靠。

系统模式仅在ARM 体系结构V4 以及以上的版本存在,系统模式不是通过异常过程进入的,它与用户模式有完全相同的寄存器,这样操作系统的任务可以访问所有需要的系统资源,也可以使用用户模式的寄存器组,但不使用异常模式下相应的寄存器组,因此,避免使用与异常模式有关的附加寄存器,进而确保当任何异常出现时都不会使任务的状态不可靠或被破坏。 系统模式属于特权模式,因而不受用户模式的限制。

在软件控制、外部中断或异常处理下,可以引起处理器工作模式的改变。 大多数的用户程序是运行在用户模式下,这时应用程序不能够访问一些受操作系统保护的系统资源,也不能改变模式。 应用程序也不能直接进行处理器模式的切换,除非异常发生,这允许操作系统来控制系统资源的使用,可以通过适当编写操作系统来控制系统资源的使用。