嵌入式系統(tǒng)講義——第2章(編輯修改稿)
2025-06-19 00:15 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 即不能進(jìn)行模式切換，除非異常（包括中斷）發(fā)生時(shí)自動(dòng)切換到其它模式。 2. 特權(quán)模式： 除用戶模式外的其他六種模式稱(chēng)為特權(quán)模式 。這些模式主要處理程序異常和軟件中斷。在這些模式下軟件可以自由切換工作模式。 3. 異常模式： 特權(quán)模式中除系統(tǒng)模式外的其他 5種模式。即 FIQ、 IRQ、 SVC、Abort、 Undefine模式。 4. 特權(quán)模式由異常模式和系統(tǒng)模式組成 5. 異常模式處理中斷和異常的發(fā)生。異常（ ARM處理器將中斷也視為一種異常情況）發(fā)生時(shí)，處理器自動(dòng)進(jìn)入相應(yīng)模式，每種異常模式都有一些不同的寄存器，稱(chēng)為影子寄存器。供相應(yīng)的異常處理程序使用。這樣保證進(jìn)入異常模式時(shí)使用的寄存器與正常的用戶模式不同，不會(huì)改變正常情況下的用戶寄存器，即不破壞正常程序的運(yùn)行。 6. 系統(tǒng)模式與用戶模式使用同樣的寄存器，但與異常模式使用的寄存器不同。系統(tǒng)模式供操作系統(tǒng)使用，操作系統(tǒng)可以在其他任意模式間切換，使用系統(tǒng)的所有資源，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)應(yīng)該有最高的特權(quán)。 嵌入式系統(tǒng)講義 —— 第 2章 ARM體系結(jié)構(gòu) 17 ARM寄存器組成 概述 ARM處理器共有 37個(gè)寄存器，分為兩類(lèi)：通用寄存器和狀態(tài)寄存器 1. 31個(gè)通用寄存器 程序計(jì)數(shù)器（ PC）、 R0~R15； R13_svc、 R14_svc； R13_abt、R14_abt； R13_und、 R14_und； R13_irq、 R14_irq； R13_fiq、R14_fiq； 2. 6個(gè)狀態(tài)寄存器 CPSR、 SPSR_svc、 SPSR_abt、 SPSR_und、 SPSR_irq、 SPSR_fiq、 不同模式下可以訪問(wèn)的寄存器不同。處理器在每一時(shí)刻只能處于一種工作模式，編程時(shí)也只能使用相應(yīng)的寄存器。 嵌入式系統(tǒng)講義 —— 第 2章 ARM體系結(jié)構(gòu) 18 ARM狀態(tài)下的寄存器組織 通 用 寄 存 器 和 程 序 計(jì) 數(shù) 器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 普通中斷 快速中斷 R0~R7 R8 R8_fiq R9 R9_fiq R10 R10_fiq R11(FP) R11_fiq R12(IP) R12_fiq R13(SP) R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) 狀態(tài)寄存器 CPSR 無(wú) SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 1. 簡(jiǎn)介 嵌入式系統(tǒng)講義 —— 第 2章 ARM體系結(jié)構(gòu) 19 2. ARM狀態(tài)的通用寄存器 通用寄存器指 R0~R15，分為 3類(lèi)： ? 不分組寄存器 (Unbanked Registers)R0~R7 ? 分組寄存器 (Banked Registers)R8~R14 ? 程序計(jì)數(shù)器 R15(PC) 1）不分組寄存器 (Unbanked Registers)R0~R7 在所有的模式下共用，每種模式下訪問(wèn)的都是同一組物理寄存器。但需要注意當(dāng)程序從正常狀態(tài)下進(jìn)入異常模式或在不同模式間切換時(shí)，如果使用該組寄存器，首先要對(duì)寄存器的值做保護(hù)，以免破壞先前模式下的數(shù)據(jù)。保護(hù)的常用方法是使用堆棧。 2）分組寄存器 (Banked Registers)R8~R14 （ 1） R8~R12寄存器： FIQ模式和 FIQ模式以外的其他模式不同。實(shí)際上是兩組不同的物理寄存器。這樣做目的是在 FIQ模式時(shí)加快快速中斷處理的速度，不需要執(zhí)行寄存器保護(hù)工作。 （ 2） R13(Stack Pointer)和 R14(Link Register)寄存器：共有 6組不同的物理寄存器。系統(tǒng)模式和用戶模式使用同一組物理寄存器，其他模式各有自己的一組物理寄存器。這種設(shè)計(jì)的目的是為了堆棧操作方便。 嵌入式系統(tǒng)講義 —— 第 2章 ARM體系結(jié)構(gòu) 20 1）程序計(jì)數(shù)器 R15(PC) R15專(zhuān)用于程序指令計(jì)數(shù)，指示即將執(zhí)行的代碼位置。因此該計(jì)數(shù)器不能隨意更改。由于 ARM的指令
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