ARM体系结构与编程读书笔记——处理器的运行模式

ARM处理器共有7种运行模式，如下表：

处理器模式	描述
用户模式(User, usr)	正常程序执行的模式
快速中断模式(FIQ, fiq)	用于高速数据传输和通道处理
外部中断模式(IRQ, irq)	用于通常的中断处理
特权模式(Supervisor, sve)	供操作系统使用的一种保护模式
数据访问中止模式(Abort, abt)	用于虚拟存储及存储保护
未定义指令中止模式(Undefined, und)	用于支持用过软件仿真硬件的协处理器
系统模式(System, sys)	用于运行特权级的操作系统任务

特权模式：除了用户模式之外的其他6种处理器模式统称为特权模式，这些模式下程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换；

异常模式：除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式；

处理器模式可以通过软件控制进行切换，也可以通过外部中断或异常处理过程进行切换：

• 大多数的用户程序运行在用户模式下，这时，应用程序不能访问一些受操作系统保护的系统资源，也不能直接进行处理器模式的切换，当需要进行处理器模式切换时，应用程序可以产生异常处理，在异常处理过程中进行处理器模式的切换；
• 当应用程序发生异常中断时，处理器进入相应的异常模式，在每一种异常模式中都有一组寄存器，供相应的异常处理程序使用，这样就可以保证在进入异常模式时，用户模式下的寄存器(保存了运行状态信息)不被破坏；
• 系统模式并不是通过异常过程进入的，它和用户模式具有完全一样的寄存器，但是系统模式属于特权模式，可以访问所用的系统资源，也可以直接进行处理器模式切换，它主要供操作系统任务使用。通常操作系统的任务需要访问所有的系统资源，同时该任务仍然使用用户模式的寄存器组，而不是使用异常模式下相应的寄存器组，这样可以保证当异常中断发生时任务状态不被破坏；