ARM 微处理器7 种处理器模式

ARM 微处理器（以经典的 ARMv4/v5/v6 架构为例，如 ARM7、ARM9）支持 7 种处理器模式。这些模式是为了应对不同类型的异常和任务，提供不同级别的访问权限和独立的寄存器组。

以下是这 7 种模式的详细说明：

模式	简称	进入方式	特点与用途
用户模式	`usr`	系统上电后默认进入的模式，或通过异常返回进入。	普通程序执行模式。属于非特权模式，不能直接访问某些系统资源（如进行软件配置），也不能随意切换模式。
系统模式	`sys`	从特权模式（如管理、快中断等）中修改 CPSR 进入。	与用户模式共用寄存器组，但是特权模式。用于运行操作系统等需要访问系统资源的任务。
快速中断模式	`fiq`	当处理器接收到 FIQ 信号时自动进入。	专为需要极快响应的中断设计。拥有自己独立的 R8~R12 寄存器，从而避免了压栈操作，中断响应速度最快。常用于高速数据传输。
外部中断模式	`irq`	当处理器接收到 IRQ 信号时自动进入。	用于处理普通的外设中断。优先级低于 FIQ。绝大多数的设备中断都在此模式下处理。
管理模式	`svc`	执行 `SWI`（软件中断）指令，或系统复位时进入。	受保护的操作系统模式。通常用于操作系统内核，处理系统调用和复位。
中止模式	`abt`	当指令预取或数据访问失败（存储器异常）时自动进入。	用于处理内存访问异常，如缺页、非法访问等。分为指令预取中止和数据访问中止。
未定义模式	`und`	当处理器执行到一条未定义指令时自动进入。	用于软件模拟硬件协处理器，或处理未定义指令异常。

特权模式与非特权模式：
- 特权模式（除用户模式外的 6 种）：可以访问所有系统资源，并能自由地切换处理器模式。
- 非特权模式（用户模式）：不能访问某些受保护的资源，以保证操作系统的安全稳定。
寄存器使用：
- 每个模式都拥有独立的 R13（SP，栈指针） 和 R14（LR，链接寄存器），这保证了在进入异常或中断后，能拥有自己独立的堆栈空间，而不会破坏用户模式的栈。
- FIQ 模式最为特殊，它拥有独立的 R8~R12，这样在中断处理中无需保存和恢复这些寄存器，从而实现了最快的上下文切换。
模式切换：
- 被动切换：异常或中断发生时，处理器会自动进入对应的模式。
- 主动切换：在特权模式下，可以通过直接修改当前程序状态寄存器（CPSR）的模式位来主动切换模式。