ARM處理器的7種工作模式

ARM有7種處理器模式，其由CPSR的[4：0]位決定。

用戶模USR：正常程序動行的工作模式。只能讀CPSR不能寫

系統(tǒng)模式sys：與用戶模式共用一套寄存器。用于支持操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù)模式，但它具有直接切換到其它模式的特權(quán)。

管理模式svc：操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù)模式。系統(tǒng)復(fù)位和軟件中斷時才進入這個模式

中止abt:在ARM7中沒多大做用.另外還有未定義und中斷（irq),快速中斷（fiq)

除用戶模式外都 是特權(quán)模式。吸有在特權(quán)模式下才允許對當(dāng)前的程序狀態(tài)寄存器的反有控制位直接進行讀寫訪問。

特權(quán)模式中除系統(tǒng)模式外都是異常模式。異常發(fā)生時總是切換到ARM狀態(tài)。

何時近入到異常模式

1 復(fù)位進入管理模式，操作系統(tǒng)內(nèi)核通常處于此種模式

2訪問失敗則進入中止模式

3 遇到不支持的指令時，進入未定義

4中斷模式與快速中斷模式分別對ARM外理器2種不同等級別的中斷響應(yīng)

特權(quán)模式可以訪問所有內(nèi)部資源

用戶模式與作系統(tǒng)模式不能由異常進入必須通過修改CPSR才能實現(xiàn)。

CPU的模式可以簡單的理解為當(dāng)前CPU的工作狀態(tài)，比如：當(dāng)前操作系統(tǒng)正在執(zhí)行用戶程序，那么當(dāng)前CPU工作在用戶模式，這時網(wǎng)卡上有數(shù)據(jù)到達，產(chǎn)生中斷信號，CPU自動切換到一般中斷模式下處理網(wǎng)卡數(shù)據(jù)（普通應(yīng)用程序沒有權(quán)限直接訪問硬件），處理完網(wǎng)卡數(shù)據(jù)，返回到用戶模式下繼續(xù)執(zhí)行用戶程序。

特權(quán)模式

除用戶模式外，其它模式均為特權(quán)模式（Privileged Modes）。ARM內(nèi)部寄存器和一些片內(nèi)外設(shè)在硬件設(shè)計上只允許（或者可選為只允許）特權(quán)模式下訪問。此外，特權(quán)模式可以自由的切換處理器模式，而用戶模式不能直接切換到別的模式。

異常模式

特權(quán)模式中除系統(tǒng)（system）模式之外的其他5種模式又統(tǒng)稱為異常模式。它們除了可以通過在特權(quán)下的程序切換進入外，也可以由特定的異常進入。比如硬件產(chǎn)生中斷信號進入中斷異常模式，讀取沒有權(quán)限數(shù)據(jù)進入中止異常模式，執(zhí)行未定義指令時進入未定義指令中止異常模式。其中管理模式也稱為超級用戶模式，是為操作系統(tǒng)提供軟中斷的特有模式，正是由于有了軟中斷，用戶程序才可以通過系統(tǒng)調(diào)用切換到管理模式。

（1）用戶模式：

用戶模式是用戶程序的工作模式，它運行在操作系統(tǒng)的用戶態(tài)，它沒有權(quán)限去操作其它硬件資源，只能執(zhí)行處理自己的數(shù)據(jù)，也不能切換到其它模式下，要想訪問硬件資源或切換到其它模式只能通過軟中斷或產(chǎn)生異常。

（2）系統(tǒng)模式：

系統(tǒng)模式是特權(quán)模式，不受用戶模式的限制。用戶模式和系統(tǒng)模式共用一套寄存器，操作系統(tǒng)在該模式下可以方便的訪問用戶模式的寄存器，而且操作系統(tǒng)的一些特權(quán)任務(wù)可以使用這個模式訪問一些受控的資源。

（3）一般中斷模式：

一般中斷模式也叫普通中斷模式，用于處理一般的中斷請求，通常在硬件產(chǎn)生中斷信號之后自動進入該模式，該模式為特權(quán)模式，可以自由訪問系統(tǒng)硬件資源。

（4）快速中斷模式：

快速中斷模式是相對一般中斷模式而言的，它是用來處理對時間要求比較緊急的中斷請求，主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理中。

（5）管理模式：

管理模式是CPU上電后默認模式，因此在該模式下主要用來做系統(tǒng)的初始化，軟中斷處理也在該模式下，當(dāng)用戶模式下的用戶程序請求使用硬件資源時通過軟件中斷進入該模式。

（6）終止模式：

中止模式用于支持虛擬內(nèi)存或存儲器保護，當(dāng)用戶程序訪問非法地址，沒有權(quán)限讀取的內(nèi)存地址時，會進入該模式，linux下編程時經(jīng)常出現(xiàn)的segment fault通常都是在該模式下拋出返回的。

（7）未定義模式：

未定義模式用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真，CPU在指令的譯碼階段不能識別該指令操作時，會進入未定義模式。

ARM920T支持的7種處理器操作模式：
.用戶模式（user模式），運行應(yīng)用的普通模式。
.快速中斷模式（fiq模式），用于支持高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理。
.中斷模式（irq模式），用于普通中斷處理。
.超級用戶模式（svc模式），操作系統(tǒng)的保護模式
.異常中斷模式（abt模式）,輸入數(shù)據(jù)后登入或預(yù)取異常中斷指令
.系統(tǒng)模式（sys模式），是操作系統(tǒng)使用的一個有特權(quán)的用戶模式
.未定義模式（und模式），執(zhí)行了未定義指令時進入該模式

處理器的模式可以通過軟件控制進行切換，也可以通過外部中斷或是異常處理過程進行切換。

7種模式中除用戶模式外其它的6種處理器模式稱為Privileged Modes(特權(quán)模式)。

用戶模式：大多數(shù)用戶程序運行在用戶模式，此模式下程序不能夠訪問一些受操作系統(tǒng)保護的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進行處理器模式的切換。

特權(quán)模式：程序可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進行處理器模式的切換。

6種特權(quán)模式中除系統(tǒng)模式外，其他5種特權(quán)模式又稱之為異常模式。

異常模式：當(dāng)應(yīng)用程序發(fā)生異常中斷時，處理器進入相應(yīng)的異常模式。每一種異常模式都有一組寄存器，供相應(yīng)的異常處理程序使用，這樣可保證進入異常模式時，用戶模式下的寄存器（保存了程序運行狀態(tài)）不被破壞。

系統(tǒng)模式：系統(tǒng)模式不是通過異常過程進入的，它和用戶模式具有完全一樣的寄存器。但是系統(tǒng)模式屬于特權(quán)模式，可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以直接進行處理器模式的切換。它主要供操作系統(tǒng)任務(wù)使用。