"特权级和处理器模式的改变图展示了ARM处理器在执行任务时如何在不同安全级别和模式之间切换，这对于理解和保障嵌入式系统的安全性至关重要。在ARM Cortex-M3处理器中，存在两种主要的处理器模式：线程模式和handler模式，同时分为用户级和特权级。"
在描述中，提到了以下关键知识点：
1. **特权级与用户级**：处理器在执行程序时有两种特权级别，即特权级和用户级。特权级允许访问所有系统资源，包括敏感的系统控制空间和特殊功能寄存器。用户级则受到限制，不能直接访问这些资源，以防止用户代码破坏系统稳定性。
2. **Handler模式**：在异常或中断发生时，处理器自动切换到handler模式，这个模式总是处于特权级，以便处理异常并能够访问所有系统资源。
3. **线程模式与用户级**：在正常执行代码时，处理器处于线程模式。如果设置CONTROL寄存器的第0位，可以在线程模式下从特权级切换到用户级。但是，用户级代码不能直接修改CONTROL寄存器回到特权级，必须通过异常处理程序来完成。
4. **异常返回机制**：异常处理完成后，处理器会返回到产生异常前的特权级，保持异常处理前的状态。
5. **堆栈管理**：为了提高系统的健壮性，通常为用户代码分配独立的堆栈（PSP，Process Stack Pointer），而异常服务例程使用主堆栈（MSP，Main Stack Pointer）。堆栈指针的切换在进出异常服务例程时由硬件自动处理。
6. **安全特性**：使用MPU（Memory Protection Unit）可以进一步增强安全性，防止用户代码访问非授权的内存区域。这有助于隔离和保护系统的核心部分不受错误的用户代码影响。
7. **CONTROL寄存器**：CONTROL寄存器控制处理器的工作模式和堆栈选择。当CONTROL[0]=0时，处理器在异常处理前后仅进行模式切换，而不会改变特权级。
8. **堆栈指针的选择**：在不同模式下，堆栈指针的使用是自动切换的，这对于异常处理和任务切换非常重要，确保了系统的稳定运行。
这些概念对于理解和编程基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统是基础性的，特别是在设计安全性和实时性要求高的应用中，如物联网设备、医疗设备和工业自动化系统。了解这些知识点有助于编写更安全、更高效的代码，并有效地利用处理器的资源。
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