ARM基础(2):模式和特权等级(User/Thread mode和Privileged level)
创始人
2024-03-21 04:08:19

Cortex-M3处理器支持两种模式和两种特权级别。
如下图所示,当处理器运行于Thread mode时,它可以处于PrivilegedUser级别;而Handler mode下,只能处于Privileged级别。当处理器复位完毕后,处于Thread mode
在这里插入图片描述
User级别(Thread mode)下,访问系统控制区域(配置寄存器和调试组件)是阻塞的,对特殊寄存器的访问(如使用MSR指令)也是不允许的(访问APSR寄存器除外),否则会产生一个错误异常。

处于Privileged级别时,软件可以通过CONTROL寄存器将程序切换到User级别。当产生一个异常时,处理器会切换到Privileged状态,而退出异常时,则会恢复进入异常之前的状态。

用户程序不能直接通过写CONTROL寄存器将状态切换为Privileged状态,而必须通过异常处理程序更改CONTROL寄存器,以便在返回到Thread mode时将处理器切换到Privileged级别,如下图所示:
在这里插入图片描述
PrivilegedUser级别的存在可以让系统更加安全和更具鲁棒性。比如,当程序出错的时候,是修改不了NVIC的CONTROL寄存器的。另外,如果使能了MPU(内存保护单元),还可以阻止用户程序访问特权进程的内存区域。

在简单的应用中,不需要区分PrivilegedUser级别。在这种情况下,不需要使用User级别,也不需要更改CONTROL寄存器。我们可以将用户程序和内核的堆栈区分开来以避免可能的程序崩溃。比如,用户程序(Thread mode)使用PSP堆栈,而异常处理程序使用MSP堆栈。进入和退出异常处理程序时会自动切换这两个堆栈指针。
在这里插入图片描述
处理器的访问级别由CONTROL寄存器来定义,当其bit0为0时(Privileged mode),处理器模式将在异常发生时进行切换。
在这里插入图片描述
当bit0为1时(User mode),处理器模式和访问级别都会在异常发生时切换。
在这里插入图片描述
CONTROL寄存器的bit0仅在Privileged level可编程。对于一个User level的程序来说,要切换到Privileged mode,它必须触发一个异常(如SVC异常),并在处理程序中修改CONTROL[0]


Cortex-M系列开始出现了上面这些概念,而在ARM7中没有这些模式,这里来做一个对比:

Modes and Exceptions in the ARM7Corresponding Modes and Exceptions in the Cortex-M3
Supervisor (default)Privileged, thread
Supervisor (software interrupt)Privileged, Supervisor Call (SVC)
FIQPrivileged, interrupt
Interrupt request (IRQ)Privileged, interrupt
Abort (prefetch)Privileged, bus fault exception
Abort (data)Privileged, bus fault exception
UndefinedPrivileged, usage fault exception
SystemPrivileged, thread
UserUser access (nonprivileged), thread

相关内容

热门资讯

埃菲尔铁塔在哪 中国仿建埃菲尔... 2019年4月26日,广西南宁市,街头惊现一座巨型山寨版埃菲尔铁塔,高约20米,白色塔身,造型逼真,...
苗族的传统节日 贵州苗族节日有... 【岜沙苗族芦笙节】岜沙,苗语叫“分送”,距从江县城7.5公里,是世界上最崇拜树木并以树为神的枪手部落...
北京的名胜古迹 北京最著名的景... 北京从元代开始,逐渐走上帝国首都的道路,先是成为大辽朝五大首都之一的南京城,随着金灭辽,金代从海陵王...
长白山自助游攻略 吉林长白山游... 昨天介绍了西坡的景点详细请看链接:一个人的旅行,据说能看到长白山天池全凭运气,您的运气如何?今日介绍...
应用未安装解决办法 平板应用未... ---IT小技术,每天Get一个小技能!一、前言描述苹果IPad2居然不能安装怎么办?与此IPad不...
脚上的穴位图 脚面经络图对应的... 人体穴位作用图解大全更清晰直观的标注了各个人体穴位的作用,包括头部穴位图、胸部穴位图、背部穴位图、胳...
世界上最漂亮的人 世界上最漂亮... 此前在某网上,选出了全球265万颜值姣好的女性。从这些数量庞大的女性群体中,人们投票选出了心目中最美...
猫咪吃了塑料袋怎么办 猫咪误食... 你知道吗?塑料袋放久了会长猫哦!要说猫咪对塑料袋的喜爱程度完完全全可以媲美纸箱家里只要一有塑料袋的响...
demo什么意思 demo版本... 618快到了,各位的小金库大概也在准备开闸放水了吧。没有小金库的,也该向老婆撒娇卖萌服个软了,一切只...
埃菲尔铁塔在哪 中国仿建埃菲尔... 2019年4月26日,广西南宁市,街头惊现一座巨型山寨版埃菲尔铁塔,高约20米,白色塔身,造型逼真,...
苗族的传统节日 贵州苗族节日有... 【岜沙苗族芦笙节】岜沙,苗语叫“分送”,距从江县城7.5公里,是世界上最崇拜树木并以树为神的枪手部落...
北京的名胜古迹 北京最著名的景... 北京从元代开始,逐渐走上帝国首都的道路,先是成为大辽朝五大首都之一的南京城,随着金灭辽,金代从海陵王...
长白山自助游攻略 吉林长白山游... 昨天介绍了西坡的景点详细请看链接:一个人的旅行,据说能看到长白山天池全凭运气,您的运气如何?今日介绍...