ARM微处理器编程模型：工作状态与异常处理

"第二章深入探讨了ARM微处理器的编程模型，涵盖了工作状态切换、存储器格式、工作模式、寄存器组织以及异常状态。在ARM体系中，工作状态主要分为ARM状态和Thumb状态，分别对应执行32位和16位指令。状态之间的切换通过特定的指令实现，例如使用BX指令并依赖操作数寄存器的状态位。同时，异常状态如IRQ、FIQ等会影响处理器的工作模式，并可能在返回时自动切换到Thumb状态。理解这些基础知识对于编写有效的ARM架构程序至关重要。" 在ARM微处理器的编程模型中，工作状态是理解和编程的关键要素。ARM状态和Thumb状态的区分在于它们执行的指令长度和对齐方式不同。ARM状态执行32位的字对齐指令，而Thumb状态执行16位的半字对齐指令。这种设计允许ARM处理器在不同性能和代码密度需求之间灵活切换。状态切换是透明的，不影响处理器的工作模式或寄存器内容。 存储器格式在ARM体系结构中也十分重要，因为它决定了数据如何在内存中存储和访问。字、半字和字节的定义有助于理解数据在不同层次上的表示。字长为32位，半字为16位，字节始终为8位，这与一些8位/16位处理器的字长可能不同，因此在跨平台编程时需要特别注意。 ARM微处理器有多种工作模式，每种模式对应不同的处理器功能和权限级别，例如用户模式、系统模式、中断处理模式等。这些模式提供了处理异常和系统服务的能力，确保系统的稳定性和安全性。 ARM体系结构的寄存器组织是另一个核心概念，包括通用寄存器、程序计数器（PC）、状态寄存器等。这些寄存器在执行指令、控制流程和处理数据时起着关键作用。异常状态如中断和故障会触发处理器进入特定的异常模式，并使用异常模式链接寄存器（ELR）来保存返回地址。 在编写ARM架构的程序时，理解这些基础知识至关重要。异常处理机制确保了系统能够有效地响应错误和事件，而状态切换则允许在性能和代码大小之间做出最佳选择。熟悉这些编程模型的细节，将有助于开发者编写出高效、可靠的ARM平台软件。