ARM 有7個(gè)基本工作模式

User : 非特權(quán)模式，大部分任務(wù)執(zhí)行在這種模式

FIQ : 當(dāng)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)(fast) 中斷產(chǎn)生時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式

IRQ : 當(dāng)一個(gè)低優(yōu)先級(jí)(normal) 中斷產(chǎn)生時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式

Supervisor :當(dāng)復(fù)位或軟中斷指令執(zhí)行時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式

Abort : 當(dāng)存取異常時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式

Undef : 當(dāng)執(zhí)行未定義指令時(shí)會(huì)進(jìn)入這種模式

System : 使用和User模式相同寄存器集的特權(quán)模式

注意：除User(用戶(hù)模式)是Normal(普通模式)外，其他6種都是Privilege(特權(quán)模式)。 Privilege中除Sys模式外，其余5種為異常模式。 各種模式的切換，可以是程序員通過(guò)代碼主動(dòng)切換(通過(guò)寫(xiě)CPSR寄存器);也可以是CPU在某些情況下自動(dòng)切換。 各種模式下權(quán)限和可以訪問(wèn)的寄存器不同。

非特權(quán)模式：User

特權(quán)模式：

異常模式：FIQ IRQ Svc Abort Udef

非異常模式：System Monitor

ARM寄存器分析

ARM共有37個(gè)寄存器，都是32位長(zhǎng)度 37個(gè)寄存器中30個(gè)為“通用”型，1個(gè)固定用作PC，一個(gè)固定用作CPSR，5個(gè)固定用作5種異常模式下的SPSR。

r13(sp)用作堆?？梢员４嫔舷挛?，便于以后跳轉(zhuǎn)回來(lái)能繼續(xù)執(zhí)行

r14(lr)用于存儲(chǔ)返回地址，當(dāng)我們返回原模式可以bl lr或者mov pc lr這樣就實(shí)現(xiàn)了返回

r15(pc)：程序指針，PC指向哪里，CPU就會(huì)執(zhí)行哪條指令(所以程序跳轉(zhuǎn)時(shí)就是把目標(biāo)地址代碼放到PC中)

cpsr:中各個(gè)bit位表明了cpu的某些狀態(tài)信息，這些信息非常重要，和后面學(xué)到的匯編指令息息相關(guān)(譬如BLE指令中的E就和

CPSR中的Z標(biāo)志位有關(guān)) cpsr中的I、F位和開(kāi)中斷、關(guān)中斷有關(guān) cpsr中的mode位(bit4～bit0共5位)決定了CPU的工作模式，

在uboot代碼中會(huì)使用匯編進(jìn)行設(shè)置。

spsr:用來(lái)保存cpsr

1.條件標(biāo)志位

-N: Negative result from ALU

-Z: Zero result from ALU

-C: ALU operation Carried out (進(jìn)位/借位)

-V: ALU operation overflowed (溢出)

* N=1時(shí)，說(shuō)明運(yùn)算的結(jié)果為負(fù)數(shù)，N=0時(shí)，說(shuō)明運(yùn)算的結(jié)果為正數(shù)或零。

* Z=1時(shí)，說(shuō)明運(yùn)算的結(jié)果為0，Z=0時(shí)，說(shuō)明運(yùn)算的結(jié)果為非0。

* C:

- 加法運(yùn)算(包括CMP)：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生了進(jìn)位時(shí)(無(wú)符號(hào)數(shù)溢出)，C=1，否則為0。

- 減法運(yùn)算(包括CMP)：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生了借位時(shí)(無(wú)符號(hào)數(shù)溢出)，C=0，否則C=1。

- 對(duì)于包含移位操作的非加減指令操作時(shí)，C為移除值的最后一位。

- 對(duì)于其它的非加減指令，C的值通常不變。

* V：

- 對(duì)于加減法運(yùn)算指令，當(dāng)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果為二進(jìn)制的補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)時(shí)，V=1表示符號(hào)位溢出

- 對(duì)于其它的非加減法指令，V的值通常不變。

2.Q位：

* 在ARM V5及以上的版本的E系列處理器中，Q標(biāo)識(shí)位指示增強(qiáng)的DSP運(yùn)算指令是否發(fā)生了溢出，在其它版本的處理器中，Q未定義。

3.J位：

* 僅ARM 5TE/J 架構(gòu)支持

* J=1時(shí)，處理器處于Jazelle狀態(tài)

跳轉(zhuǎn)過(guò)程

異常向量表

所有的CPU都有異常向量表，這是CPU設(shè)計(jì)時(shí)就設(shè)定好的，是硬件決定的。 當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，CPU會(huì)自動(dòng)動(dòng)作(PC跳轉(zhuǎn)到異常向量處處理異常，有時(shí)伴有一些輔助動(dòng)作) 異常向量表是硬件向軟件提供的處理異常的支持。

***異常產(chǎn)生時(shí)

做好保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的工作：

(1)把cpsr保存到spsr中，設(shè)置適當(dāng)?shù)腸psr(改變處理器的ARM狀態(tài)、改變處理器進(jìn)入相應(yīng)的異常模式、(視情況)改變中斷禁止位禁止相應(yīng)中斷)

(2)保存返回地址到lr

(3)設(shè)置pc為相應(yīng)的異常向量

實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。

***異常返回時(shí)

做好恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)工作：

(1)從spsr恢復(fù)cpsr

(2)從lr恢復(fù)pc

注意：這些操作必須在ARM狀態(tài)執(zhí)行

TIPS:

(1)異常向量表中除了FIQ中斷都是4個(gè)字節(jié)，所以只夠存放一段異常處理程序的代碼的首地址

(2)FIQ中斷為快速中斷，其中一個(gè)特殊的地方就體現(xiàn)在他的異常向量表(Vector Table)地址在最后一個(gè)，所以它可以存放不止4個(gè)字節(jié)，這樣的話FIQ中斷可以不用只存放地址，而是把整個(gè)異常處理程序放進(jìn)去，這樣就少跳轉(zhuǎn)了一次，加快了中斷相應(yīng)速度。