ARM系统的7种作业形式

一、ARM系统的CPU有以下7种作业形式：

注解：

能够经过软件来进行形式切换，或许产生各类中止、反常时CPU主动进入相应的形式；

用户形式与系统形式两者运用相同的寄存器，都没有SPSR（Saved Program Statement Register，已保存程序状况寄存器），但系统形式比用户形式有更高的权限；

系统复位或开机时则进入到SVC形式下；

当遇到软中止（SWI，Software Interrupt）时，也将进入到SVC形式下；

进入特权形式是为了处理中止、反常、或许拜访被维护的系统资源；

ARM中止形式（IRQ）和快速中止形式（FIQ）差异：

1. FIQ的优先级比IRQ高。

2. IRQ能够被FIQ所中止，但FIQ不能被IRQ所中止，在处理FIQ时有必要要封闭中止。

3. FIQ形式下，比IRQ形式多了几个独立的寄存器。

不要小看这几个寄存器，ARM在编译的时分，假如你FIQ中止处理程序足够用这几个独立的寄存器来运作，它就不会进行通用寄存器的压栈，这样也省了一些时刻。

4. FIQ的中止向量地址在0x1C，而IRQ的在0x18。(也有的在FFFF001C以及FFFF0018)

写过完好汇编系统的都比较理解这点的不同，18只能放一条指令（18-1c 4个字节），为了不与1C处的FIQ抵触，这个当地只能跳转，而FIQ不一样，1C今后没有任何中止向量表了，这样能够直接在1C处放FIQ的中止处理程序，因为跳转的规模约束，至少少了一条跳转指令。

5.IRQ和FIQ的呼应推迟有差异

IRQ的呼应并不及时，从Verilog仿真来看，IRQ会推迟几个指令周期才跳转到中止向量处，看起来像是在等预取的指令履行完。FIQ的呼应不清楚，或许比IRQ快。

二、ARM系统的CPU有两种作业状况

1、ARM：32位，ARM状况履行字对齐的32位ARM指令。

2、THumb：16位，履行半字对齐的16位指令

注：1、ARM和Thumb两种状况之间的切换不影响处理器的作业形式和寄存器的内容。

2、ARM处理器在处理反常时，不过处理器处于什么状况，则都将切换到ARM状况。

　 3、CPU上电处于ARM状况

三、寄存器

ARM有31个通用的32位寄存器，6个32位程序状况寄存器，共分为7组，有些寄存器是一切作业形式共用的，还有一些寄存器专归于每一种作业形式；

R13——栈指针寄存器，用于保存仓库指针；

R14——程序衔接寄存器，当履行BL子程序调用指令时，R14中得到R15的备份，而当产生中止或反常时，R14保存R15的回来值；

R15——程序计数器；

快速中止形式有7个备份寄存器R8—R14，这使得进入快速中止形式履行很大部分程序时，乃至不需要保存任何寄存器；

其它特权形式都含有两个独立的寄存器副本R13、R14，这样能够令每个形式都具有自己的仓库指针和衔接寄存器；

四、当时程序状况寄存器（CPSR）

CPSR中各位含义如下：

T位：1——CPU处于Thumb状况， 0——CPU处于ARM状况；

I、F（中止制止位）： 1——制止中止， 0——中止使能；

作业形式位：能够改动这些位，进行形式切换；

五、程序状况保存寄存器（SPSR）

当切换进入某一个特权形式时，SPSR保存前一个作业形式的CPSR值，这样，当回来前一个作业形式时，能够将SPSR的值康复到CPSR中；

六、形式切换

当反常产生，CPU进入相应的反常形式时，以下作业是由CPU主动完结的：

1、在反常形式的R14中保存前一作业形式的下一条行将履行的指令地址；

2、将CPSR的值到反常形式的SPSR中；

3、将CPSR的作业形式设为该反常形式对应的作业形式；

4、令PC值等于这个反常形式在反常向量表中的地址，即跳转去履行反常向量表中的相应指令；

从反常作业形式退回到之前的作业形式时，需要由软件来完结以下作业：

1、将反常形式的R14减去一个恰当的值（4或8）后赋给PC寄存器；

2、将反常形式SPSR的值赋给CPSR；