ucos在s3c2410上运行过程整体剖析之基础知识-与UCOS运行有关的ARM9芯片知识--续

用户模式（user模式），运行应用的普通模式；

快速中断模式（fiq模式），用于支持数据传输或通道处理；

中断模式（irq模式），用于普通中断处理。

超级用户模式（svc模式），操作系统的保护模式

异常中断模式（abt模式）,输入数据后登入或预取异常中断指令

系统模式（sys模式），是操作系统使用的一个有特权的用户模式

未定义模式（und模式），执行了未定义指令时进入该模式

外部中断，异常操作或软件控制都可以改变中断模式。大多数应用程序都时是在用户模式下运行。进入特权模式是为了处理中断或异常请求或操作保护资源服务的。

这些工作模式是芯片硬件提供的程序运行的不同环境，不同的模式有不同的硬件访问权限，使用不同的寄存器。这就给不同的程序提供了不同的权限机制，你比如说你的操作系统代码运行在权限比较高的模式下，而你的应用程序运行在权限比较低的模式下。这样就起到了对操作系统代码的保护作用。

寄存器，各个模式下可见的寄存器以及各个寄存器的功能：

ARM共有37个32位的寄存器，其中31个是通用寄存器，6个是状态寄存器。但在同一时间，

对程序员来说并不是所有的寄存器都可见。在某一时刻存储器是否可见（可被访问），是处

理器当前的工作状态和工作模式决定的。其各个模式下的寄存器如图1所示：



其中系统模式和用户模式所用的寄存器是一样的。画三角阴影的寄存器表示在不同模式下

有不同的物理寄存器。

以下对其进行分类说明：

通用寄存器

ARM的通用寄存器包括R0~R15,其中R0~R7是属于未分组寄存器，各个模式下都使用同样的寄

存器。R8~R14在FIQ模式下是有独立的物理寄存器，其目的是加快中断响应速度，从硬件上

保存程序执行现场。R13和R14这两个寄存器在每种模式下都有自己的独立寄存器。R15只有

一个，所有模式公用。

下对这些寄存器中的比较有特殊功能的做一下介绍：

寄存器R13:在ARM指令中，常用R13做堆栈指针用。每种运行模式都有自己独立的堆栈，用于保存中断发生时的程序运行环境和C语言执行时进行过程控制。

寄存器R14：专职持有返回点的地址，在系统执行一条“跳转并链接（link）”（BL）指令

的时候，R14将收到一个R15的拷贝。其他的时候，它可以用作一个通用寄存器。相应的它

在其他模式下的私有寄存器R14_svc，R14_irq，R14_fiq，R14_abt和R14_und都同样用来保

存在中断或异常发生时，或时在中断和异常中执行了BL指令时，R15的返回值。

寄存器R15是程序计数器（PC）。在ARM状态下，R15的bits[1:0]为0，bits[31:2]保存了PC

的值。在Thumb状态下，bits[0]为0同时bits[31:1]保存了PC值。

FIQ模式拥有7个私有寄存器R8-14（R8_fiq-R14_fiq）。在ARM状态下，多数FIQ处理都不需要保存任何寄存器。用户、中断、异常中止，超级用户和未定义模式都拥有2个私有寄存器，R13和R14。允许这些模式都可拥有1个私有堆栈指针和链接（link）寄存器。

程序状态寄存器

ARM920T具有一个当前程序状态寄存器（CPSR），另外还有5个保存程序状态寄存器（SPSRs）用于异常中断处理。这些寄存器的功能有：

保留最近完成的ALU操作的信息；

控制中断的使能和禁止；

设置处理器的操作模式。

下图2显示了程序状态寄存器的位定义：



关于这些位的具体含义请参见datasheet。

异常：

当正常的程序执行流程因一些原因发生暂时的停止时，称之为异常。比如芯片取到了一条不认识的指令，当这条指令执行时就会发生Abort异常中止，从而进入Abort模式。也就是说不通的条件会发生不通的异常，而不同的异常就会使处理器进入不同的处理模式。

你想知道异常什么时候发生，怎么发生的？发生后芯片都要干些什么？怎么从这些异常中返回？异常向量表是什么？那就请你仔细阅读datasheet的第二章program’s model，这一章对这些问题都做了详细的说明和讲解。

当然，这些和后面的UCOS是有关系的，比如UCOS和用户的应用程序是统一编译的，都运行在SVC模式下，当外部中断来时会切换到中断模式。

请看下面的异常（中断）向量表：

地址	异常中断类型	进入时处理器模式
0x00000000	Reset	Supervisor
0x00000004	Undefined instruction	Undefined
0x00000008	Software Interrupt	Supervisor
0x0000000C	Abort (prefetch)	Abort
0x00000010	Abort (data)	Abort
0x00000014	Reserved	Reserved
0x00000018	IRQ	IRQ
0x0000001C	FIQ	FIQ

异常向量表是一个填好了的跳转指令表，中断向量表就位于内存地址的0开始处。当相应的异常发生时，CPU最后要把PC值改成向量表里的跳转指令实现跳转去执行相应的服务程序。当然这时CPU的运行模式就更改了。我们看IRQ中断异常，这个地址向量是外部中断的入口地址，那我们知道ARM9芯片上支持的中断源有很多，那中断入口就一个，怎么识别到底是哪一个具体中断源发生了那。这一部分知识就是中断控制器的内容了，请参加下面的文章或者参加datasheet的十四章interrupt controller。

关于更详细的资料请参考920t的datasheet！！！！！

关于arm中断系统请参考arm920t中断系统详解。和ucos相关的arm芯片知识讲完了，当然arm芯片知识还很多，参考920t的datasheet！！！！！