ARM处理器寄存器和运行状态

Posted 2020-07-12 嵌入式的学习之旅

ARM体系的CPU有以下7种工作模式：

　　1、用户模式(Usr)：用于正常执行程序；

      2、快速中断模式(FIQ)：用于高速数据传输；

      3、外部中断模式(IRQ)：用于通常的中断处理；

      4、管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式；

      5、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，可用于虚拟存储以及存储保护；

      6、系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务；

      7、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；

当异常发生的时候CPU会进入到相应的模式来进行处理:

异常	模式	描述
复位	管理模式	复位电平有效时,产生复位异常,程序转跳到复位处理程序执行
未定义指令	未定义模式	遇到不能处理的指令,产生未定义指令异常
软件中断	管理模式	执行swi指令产生,用于用户模式下的程序调用特权操作指令
预存指令	中止模式	处理器预取指令的地址不存在,或者该地址不允许当前指令访问,产生指令预取中断异常
数据操作	中止模式	处理器预取数据的地址不存在,或者该地址不允许当前指令访问,产生指令预取中断异常
未使用	未使用	未使用
IRQ	IRQ	外部中断请求有效,且CPSR中的1位为0时,产生IRQ异常
FIQ	FIQ	快速中断请求引脚有效,且CPSR中的F位为0时,产生FIQ异常

 

以下是寄存器和运行模式对应的关系：

Ｒ０－－－R１２是普通寄存器,可以任意读写.

R13是栈指针寄存器，用于保存堆栈指针

R14是程序连接寄存器，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是程序计数器

(A/C)PSR:(标志位寄存器)

　　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；

spsr:程序状态保存寄存器,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