[经验]

ARM处理器的各个模式之间是能够任意切换的吗

2022-4-15 10:25:25

5801 ARM 处理器寄存器

1、ARM处理器各个模式之间是如何切换的？

答：除用户模式外的其他6种模式称为特权模式，这些模式中，程序可以访问所有系统资源，也可以任意进行处理器模式的切换。处理器模式可以通过软件控制进行切换(直接设置CPSR寄存器的后五位就可以在6种特权模式之间互相切换)，也可以通过外部中断或异常处理过程进行切换(例如，在USR模式下，发生中断后切换到IRQ模式)。

2、ARM各个模式之间切换时，上下文的保存哪些是硬件在做？哪些是操作系统在做？

答：CPU做的：

（1）把返回地址保存到相应模式的lr寄存器中，例如从usr模式切换到irq模式，CPU会将usr模式下的pc值，保存到irq模式下的lr寄存器中。

（2）保存CPSR到相应模式的SPSR寄存器中，还是上面的例子，CPU保存usr模式下的CPSR到irq模式下的SPSR中。

（3）将pc设置成相应模式下的某地址值继续执行。

操作系统做的（以从模式A切换到模式B为例）：

操作系统所做内容需要根据情况而定，因为模式切换不一定伴随着进程之间的切换，有可能从A模式切换到B模式后，CPU执行的是同一个进程，这时不需要操作系统具体做什么。

当模式切换伴随着进程切换时，操作系统需要保存模式切换之前的上下文环境。也就是进程控制块，进程控制块包括标识符、用户可见寄存器、控制和状态寄存器、栈指针等等，这与普通的进程切换类似。