参考书：
英文：arm architecture reference manual arm920t
中文：杜春雷 《arm体系结构与编程》

1、CPU的工作模式(Mode)：

• usr 用户模式
• sys 系统模式
• 异常模式 5种：
  undefined(und) 未定义模式
  Supervisor(svc) 管理模式
  Abort(abt) 中止模式
  IRQ(irq) 中断模式
  FIQ(fiq) 快中断模式

==> Abort(abt)终止模式的情况：
指令预取终止
数据访问终止

==>CPU的两种中断模式：
IRQ(irq) 通用中断模式
FIQ(fiq) 快速中断模式

==>不同模式的切换：
系统模式和异常模式，这6种模式为特权模式，可以写随意切换。但是用户模式不可以切换到其他模式， 可以编程操作CPSR直接进入其他模式。

==>有关各个模式下能访问寄存器：

P73

在这张图注意到有些寄存器画有灰色的三角形，表示访问该模式下访问的专属寄存器
比如
mov R0, R8
mov R0, R8
在System 模式下访问的是R0 ~ R8,在所有模式下访问R0都是同一个寄存器
mov R0,R8_fiq
但是在FIQ模式下，访问R8是访问的FIQ模式专属的R8寄存器，不是同一个物理上的寄存器

在这五种异常模式中每个模式都有自己专属的R13 R14寄存器，R13用作SP(栈) R14用作LR(返回地址)
LR是用来保存发生异常时的指令地址.

为什么快中断(FIQ)有那么多专属寄存器？
这些寄存器称为备份寄存器，是因为有自己独有的寄存器，就可以不需要去保存原来用户/系统模式下的寄存器，节省很多时间。（Linux系统里不使用FIQ模式）

保存现场(保存被中断模式的寄存器)：
就比如说我们的程序正在系统模式/用户模式下运行，当你发生中断时，需要把R0 ~ R14这些寄存器全部保存下来，然后处理异常，最后恢复这些寄存器
但如果是快中断，那么我就不需要保存 系统/用户模式下的R8 ~ R12这几个寄存器，在FIQ模式下有自己专属的R8 ~ R12寄存器，省略保存寄存器的时间，加快处理速度。

CRSR(Current Program Status Register)当前程序状态寄存器，SPSR(Saved Program Status Register)保存的程序状态寄存器，他们格式如下：

P76

M0~M4 是模式位：
我们可以读取这5位来判断CPU处于哪一种模式，也可以修改模式位；
但是当前处于用户模式下，是没有权限修改这些位的。
M0~M4对应的值，在手册P78

查看其他位
Bit5 State bits表示CPU工作与Thumb State还是ARM State用的指令集是什么
Bit6 FIQ disable当bit6等于1时，FIQ是不工作的
Bit7 IRQ disable当bit5等于1时，禁止所有的IRQ中断，这个位是IRQ的总开关
Bit8 ~ Bit27是保留位
Bite28 ~ Bit31是状态位，
什么是状态位？
比如说执行一条指令
cmp R0, R1
如果R0 等于 R1 那么zero位等于1，这条指令影响 Z 位，如果R0 == R1，则Z = 1
beq跳转到xxx这条指令会判断Bit30是否为1，是1的话则跳转，不是1的话则不会跳转
可知，这些指令是借助状态位实现的。

我们来看看发生异常时CPU是如何协同工作的：进入退出异常的处理流程(硬件)

手册P79

怎么进入异常？（硬件完成的）
1、把下一条指令的地址保存在lr寄存器里
下一条指令的地址为PC+4（ARM）/ PC+2（Thumb）
2、CPSR的值保存在SPSR
3、修改CPSR的模式位（M0~M4），进入异常模式
4、跳到向量表

怎么退出异常？
1、PC = LR_异常 - offset
offset怎么来的（P80 table2-2）
2、恢复CPSR的值，从SPSR里获取
3、如果是中断的话，清中断。其他异常就不用

2、CPU的状态(State)

• ARM state
• Thumb state

ARM状态下用的ARM指令集，每个指令4byte
Thumb状态下用的是Thumb指令，每个指令2byte

==>引入Thumb减少存储空间：
对于同一条指令 mov r0, r1
ARM的机器码为4byte
Thumb的机器码为2byte

==>ARM指令集与Thumb指令集的区别：
Thumb 指令可以看作是 ARM 指令压缩形式的子集,是针对代码密度的问题而提出的,它具有 16 位的代码密度但是它不如ARM指令的效率高 .
Thumb 不是一个完整的体系结构,不能指望处理只执行Thumb 指令而不支持 ARM 指令集.
因此,Thumb 指令只需要支持通用功能,必要时可以借助于完善的 ARM 指令集,比如,所有异常自动进入 ARM 状态.在编写 Thumb 指令时,先要使用伪指令 CODE16 声明,而且在 ARM 指令中要使用 BX指令跳转到 Thumb 指令,以切换处理器状态.编写 ARM 指令时,则可使用伪指令 CODE32声明.