与大端存储格式相反,在小端存储格式中,低地址中存放的是字数据的低字节,高地址存放的是字数据的高字节.如图4.5所示
3.处理器模式
ARM920T支持7种运行模式,分别为:
用户模式(usr),ARM处理器正常的程序执行状态;
快速中断模式(fiq),用于高速数据传输或通道处理;
外部中断模式(irq),用于通用的中断处理;
管理模式(svc),操作系统使用的保护模式;
数据访问终止模式(abt),当数据或指令预取终止时进入该模式,可用于虚拟存储及存储保护;
系统模式(sys),运行具有特权的操作系统任务;
未定义指令中止模式(und),当未定义的指令执行时进入该模式,可用于支持硬件协处理器的软件仿真.
ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变,也可以通过外部中断或异常处理改变.大多数的应用程序运行在用户模式下,当处理器运行在用户模式下时,某些被保护的系统资源是不能被访问的.
除用户模式以外,其余的6种模式称为非用户模式或特权模式;其中除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常模式,常用于处理中断或异常,以及访问受保护的系统资源等情况.
4.寄存器组织
ARM920T共有37个32位寄存器,其中31个为通用寄存器,6个为状态寄存器.但是这些寄存器不能被同时访问,具体哪些寄存器是可编程访问的,取决于微处理器的工作状态及具体的运行模式.
在ARM状态下,任一时刻可以访问16个通用寄存器和1~2个状态寄存器.在非用户模式(特权模式)下,则可访问到特定模式分组寄存器,图4.6所示为在每一种运行模式下,可以访问的寄存器.
在ARM状态下有16个直接访问寄存器R0~R15,除R15寄存器外均为通用目的,可用来存储数据或地址值.除此之外,还有第17个寄存器用来存储状态信息.
R14也称为子程序连接寄存器(Subroutine Link Register)或连接寄存器LR.当执行BL子程序调用指令时,R14中得到R15(程序计数器PC)的备份.在其他情况下,R14用做通用寄存器.与之类似,当发生中断或异常时,对应的分组寄存器R14_svc,R14_irq,R14_fiq,R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值.
寄存器R15用做程序计数器(PC).在ARM状态下,位[1:0]为0,位[31:2]用于保存PC;在Thumb状态下,位[0]为0,位[31:1]用于保存PC.
寄存器R16用做当前程序状态寄存器(Current Program Status Register,CPSR),CPSR可在任何运行模式下被访问,它包括条件标志位,中断禁止位,当前处理器模式标志位,以及其他一些相关的控制和状态位.
每一种非用户模式下都有一个专用的物理状态寄存器,称为SPSR(Saved Program Status Register,备份的程序状态寄存器).当异常发生时,SPSR用于保存CPSR的当前值,从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR.
fiq模式下有7个分组寄存器R8_fiq~R14_fiq,在ARM状态下,许多fiq处理都不用保存任何寄存器.usr,fiq,irq,svc,abt,und模式下有两个分组寄存器R13和R14,而每种模式都有一个自己的堆栈指针和连接寄存器..
Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集,程序可以直接访问8个通用寄存器(R7~R0),程序计数器(PC),堆栈指针(SP),连接寄存器(LR)和CPSR.同时,在每一种特权模式下都有一组SP,LR和SPSR.图4.7所示表明Thumb状态下的寄存器组织.
Thumb状态下的寄存器组织与ARM状态下的寄存器组织存在如下关系:
Thumb状态下和ARM状态下的R0~R7是相同的;
Thumb状态下和ARM状态下的CPSR和所有的SPSR是相同的;
Thumb状态下的SP对应于ARM状态下的R13;
Thumb状态下的LR对应于ARM状态下的R14;
Thumb状态下的程序计数器对应于ARM状态下的R15.
以上的对应关系如图4.8所示.
在Thumb状态下,高位寄存器R8~R15并不是标准寄存器集的一部分,但可使用汇编语言程序受限制地访问这些寄存器,将其用做快速的暂存器.使用带特殊变量的MOV指令,数据可以在低位寄存器和高位寄存器之间进行传送;高位寄存器的值可以使用CMP和ADD指令进行比较或加上低位寄存器中的值.

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