在安卓支持三類處理器ARM、Intel和MIPS里面，ARM無疑被使用得最為廣泛。那么ARM處理器到底是怎樣工作的呢？本文主要跟大家來詳細的介紹ARM處理器的兩種工作狀態和七種工作模式，最后奉上ARM處理器37個寄存器的詳細介紹。

　　ARM處理器的兩種工作狀態

　　1、ARM狀態：32位，ARM狀態執行字對齊的32位ARM指令。

　　2、Thumb狀態，16位，執行半字對齊的16位指令。

　　3、用Bx Rn指令來進行兩種狀態的切換：

　　其中Bx是跳轉指令，而Rn是寄存器（1個字，32位），如果Rn的位0為1，則進入Thumb狀態；如果Rn的位為0，這進入ARM狀態。（原 因：ARM指令的后兩位始終為0，沒有用，而Thumb指令的后一位始終為0，沒有用，因此采用位0來表示ARM指令與Thumb指令的切換標志位。）

　　注：1、ARM和Thumb兩種狀態之間的切換不影響處理器的工作模式和寄存器的內容。

　　2、ARM處理器在處理異常時，不管處理器處于什么狀態，則都將切換到ARM狀態。

　　另外：ARM的M系列主要用Thumb指令，ARM9和A系列主要用ARM指令

　　S3C2440.S啟動代碼中根本就沒用Thumb指令

　　ARM處理器的7種工作模式

　　CPU的模式可以簡單的理解為當前CPU的工作狀態，比如：當前操作系統正在執行用戶程序，那么當前CPU工作在用戶模式，這時網卡上有數據到達，產生中斷信號，CPU自動切換到一般中斷模式下處理網卡數據（普通應用程序沒有權限直接訪問硬件），處理完網卡數據，返回到用戶模式下繼續執行用戶程序。

　　特權模式

　　除用戶模式外，其它模式均為特權模式（Privileged Modes）。ARM 內部寄存器 和一些 片內外設 在硬件設計上只允許（或者可選為只允許）特權模式下訪問。此外，特權模式可以自由的切換處理器模式，而用戶模式不能直接切換到別的模式。

　　異常模式

　　特權模式中除系統（system）模式之外的其他5種模式又統稱為異常模式。它們除了可以通過在特權下的程序切換進入外，也可以由特定的異常進入。比如硬件產生中斷信號進入中斷異常模式，讀取沒有權限數據進入中止異常模式，執行未定義指令時進入未定義指令中止異常模式。其中管理模式也稱為超級用戶模式，是為操作系統提供軟中斷的特有模式，正是由于有了軟中斷，用戶程序才可以通過系統調用切換到管理模式。

　　7種工作模式介紹

　　（1）用戶模式：

　　用戶模式是用戶程序的工作模式，它運行在操作系統的用戶態，它沒有權限去操作其它硬件資源，只能執行處理自己的數據，也不能切換到其它模式下，要想訪問硬件資源或切換到其它模式只能通過軟中斷或產生異常。

　　（2）系統模式：

　　系統模式是特權模式，不受用戶模式的限制。用戶模式和系統模式共用一套寄存器，操作系統在該模式下可以方便的訪問用戶模式的寄存器，而且操作系統的一些特權任務可以使用這個模式訪問一些受控的資源。

　　說明：用戶模式與系統模式兩者使用相同的寄存器，都沒有SPSR（Saved Program Statement Register，已保存程序狀態寄存器），但系統模式比用戶模式有更高的權限，可以訪問所有系統資源。

　　（3）一般中斷模式：

　　一般中斷模式也叫普通中斷模式，用于處理一般的中斷請求，通常在硬件產生中斷信號之后自動進入該模式，該模式為特權模式，可以自由訪問系統硬件資源。

　　（4）快速中斷模式：

　　快速中斷模式是相對一般中斷模式而言的，它是用來處理對時間要求比較緊急的中斷請求，主要用于高速數據傳輸及通道處理中。

　　（5）管理模式（Supervisor，SVC） ：

　　管理模式是CPU上電后默認模式，因此在該模式下主要用來做系統的初始化，軟中斷處理也在該模式下。當用戶模式下的用戶程序請求使用硬件資源時，通過軟件中斷進入該模式。

　　說明：系統復位或開機、軟中斷時進入到SVC模式下。

　　（6）終止模式：

　　中止模式用于支持虛擬內存或存儲器保護，當用戶程序訪問非法地址，沒有權限讀取的內存地址時，會進入該模式，linux下編程時經常出現的segment fault通常都是在該模式下拋出返回的。

　　（7）未定義模式：

　　未定義模式用于支持硬件協處理器的軟件仿真，CPU在指令的譯碼階段不能識別該指令操作時，會進入未定義模式。

　　ARM處理器37個寄存器介紹

　　ARM微處理器共有37個32位寄存器，其中31個為通用寄存器，6個為狀態寄存器。但是這些寄存器不能被同時訪問，具體哪些寄存器是可以訪問的，取決ARM處理器的工作狀態及具體的運行模式。但在任何時候，通用寄存器R14~R0、程序計數器PC、一個狀態寄存器都是可訪問的。

　　下面這幅圖就是ARM中的37 個寄存器

　　下面這幅圖是 7種工作模式下每個模式下的寄存器列表：

　　ARM狀態下的通用寄存器與程序計數器

　　ARM狀態下的程序寄存器

　　通用寄存器

　　通用寄存器

　　1、不分組寄存器（R0-R7）

　　2、分組寄存器（R8-R14）

　　程序計數器R15（PC）

　　不分組通用寄存器

　　R0-R7是不分組寄存器。這意味著在所有處理器模式下，訪問的都是同一個物理寄存器。不分組寄存器沒有被系統用于特別的用途，任何可采用通用寄存器的應用場合都可以使用未分組寄存器。

　　分組寄存器R8-R12

　　1、FIQ模式分組寄存器R8-R12

　　2、FIQ以外的分組寄存器R8-R12

　　分組寄存器R13、R14

　　1、寄存器R13通常做堆棧指針SP

　　2、寄存器R14用作子程序鏈接寄存器（Link Register-LR），也稱為LR，指向函數的返回地址。

　　程序計數器

　　寄存器R15被用作程序計數器，也稱為PC。其值等于當前正在執行的指令的地址+8（因為在取地址和執行之間多了一個譯碼的階段）。

　　狀態寄存器