ARM体系结构：CPSR复制与工作状态转换

ARM体系架构中的一个重要步骤是将当前控制状态寄存器(CPSR)复制到相应的程序状态寄存器(SPSR)。这个过程在异常处理或状态切换时会发生。CPSR包含了处理器当前的运行模式、权限级别以及标志位等信息，而SPSR则是异常处理期间用来记录这些信息的重要寄存器。 当异常发生时，首先步骤是确保CPSR的模式位被正确设置，这依赖于异常的类型。比如，对于中断异常（IRQ）、快速中断（FIQ）或未定义指令（Undef），不同的异常会设置不同的模式。同时，处理异常时可能需要禁止其他无法处理的嵌套异常，通过设置中断禁止位来实现。 如果处理器在异常发生时处于Thumb状态，即执行16位的Thumb指令，当使用中断异常向量地址加载程序计数器(PC)时，系统会自动切换到ARM状态，以便执行32位的ARM指令。这种状态切换机制允许在两种工作模式间灵活转换，提高处理器效率。 在ARM微处理器的工作状态中，主要有ARM状态和Thumb状态两种。ARM状态执行32位的字对齐指令，而Thumb状态则执行16位的半字对齐指令。通过操作数寄存器的状态位，可以通过BX指令控制状态切换。例如，当状态位为0时，进入ARM状态，执行IRQ、FIQ等异常处理后返回仍保持ARM状态；反之，当状态位为1时，进入Thumb状态。 ARM体系结构的存储器组织采用线性地址模型，以字节为基本单位，从地址0开始。每个存储单元可以存储一个字，大端格式和小端格式是两种常见的存储字数据的方式。大端格式中，字的高位存储在低地址，而小端格式则相反。ARM体系结构支持最大4GB的寻址空间，提供了灵活的数据访问能力。 总结来说，CPSR和SPSR在ARM体系结构中的角色至关重要，它们在异常处理流程中起到核心作用，包括模式设置、状态切换以及数据访问方式的选择。理解这些细节有助于深入掌握ARM处理器的运行机制和编程实践。