ARM的7种工作模式、37个通用寄存器、CPSR程序状态寄存器
一、ARM 采用的是32位架构
1、ARM约定
Byte:8 bits
Halfword:16 bits (2 byte)
Word:32 bits (4 byte)
2、大部分ARM core 提供
ARM 指令集(32-bit) 每条指令都是4个字节?
Thumb 指令集(16-bit )
Thumb2指令集(16 & 32bit)
二、ARM的7种基本工作模式
普通模式(Normal)
(1)User:非特权模式,大部分任务执行在这种模式
特权模式(Privilege)
(2)FIQ:当一个高优先级(fast) 中断产生时将会进入这种模式
(3)IRQ:当一个低优先级(normal) 中断产生时将会进入这种模式
(4)Supervisor:当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式(SVC模式)
(5)Abort:当存取异常时将会进入这种模式
(6)Undef:当执行未定义指令时会进入这种模式
(7)System:使用和User模式相同寄存器集的特权模式。
- 各种模式的切换,可以是程序员通过代码主动切换(通过写CPSR寄存器),也可以是CPU在某些情况下自动切换。
- 各种模式下权限和可以访问的寄存器不同。
- 同一时刻只处于其中一种模式。
- 操作系统有安全级别要求,因此CPU设计多种模式是为了方便操作系统的多种角色安全等级需要。
- 不同模式下,对资源的访问权限不一样。
三、37个通用寄存器
1、寄存器分类和区别
(1)SoC中有2类寄存器:通用寄存器和SFR
- 通用寄存器(ARM中有37个)是CPU的组成部分,CPU的很多活动都需要通用寄存器的支持和参与。
- SFR(special function register,特殊功能寄存器)属于外设硬件的组成部分,我们通过访问外设的SFR来编程操控这个外设,这就是硬件编程控制的方法。
(2)通用寄存器没有地址,通过寄存器名字来访问;而特殊功能寄存器有地址。
(3)寄存器是外设硬件的软件编程接口API。使用软件编程控制某一硬件,其实就是编程读写该硬件的寄存器。
2、37个通用寄存器
- 对r13这个名字来说,在ARM中共有6个名叫r13(又叫sp,栈指针)的寄存器,但是在每种特定处理器模式下,只有一个r13是当前可见的,其他的r13必须切换到他的对应模式下才能看到。这种设计叫影子寄存器(banked register)。
- 30个为“通用”型;
- 1个固定用作PC(Program control register,程序控制寄存器,PC指向哪里,CPU就会执行哪条指令,因此只有一个);
- 1个固定用作CPSR(程序状态寄存器,用来记录当前cpu的状态,因此只有一个);
- 5个固定用作5种异常模式下的SPSR(Saved Program Status Register,程序状态保存寄存器,用来保存CPSR的,返回时将spsr赋给cpsr)。
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