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随着课内的学习，我想把每节课所学记录下来，以作查阅、以饲读者。由于我所上的是英文班课程，因此我将把关键术语的英文给出，甚至有些内容直接使用英文。
本次所介绍内容仍是关于Cortex-M3的基础内容，相对上一篇来说，介绍的内容更加具体和细致了。
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12、寄存器简介
| 名称（for people） |
助记符 （in code） |
别名 （in code） |
详细介绍 | 备注 | 相关指令 | |
| Low Register | R0～R7 |
可以被所有指令使用 包括Thumb指令（16位）和Thumb-2指令（32位） |
reset并不置零 | |||
| High Register | R8～R12 | 只能被Thumb-2指令（32位）使用 | ||||
| Stack Pointer | R13 |
MSP （MainSP） |
默认的栈指针，在OS kernel、 中断及Privilege Mode中使用 |
同时只能使用一个 这取决于当前权限 |
PUSH POP |
|
|
PSP （ProcessSP） |
在User Mode中使用的栈指针 | |||||
| Link Register | R14 | LR | 调用函数之后，返回的地址 |
BL func BX LR |
||
| Program Counter | R15 | PC | 指向应当执行的指令内存 |
PC永远指向 当前指令+4的位置 （详细原理不知） |
||
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Special Registers |
Program Status Register |
PSR |
APSR （Application） |
包含5个值（N、Z、C、V、Q）， 每个一位，分别对应 PSR[31~27] |
PSR剩余位是空的 注意： IPSR、EPSR只读 |
MRS MSR 注意： 这两个指令 都无法在 User Mode 中调用 |
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IPSR （Interrupt） |
包含3个值（ICI/IT、T、ICI/IT）， 分别对应 PSR[26:25]、PSR[24]与PSR[15:10] |
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|
EPSR （Execution） |
包含1个值（Exception Number）， 对应 PSR[8:0] |
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Interrupt Mask Register |
PRIMASK |
1位，设为1则表示： 允许NMI和hard fault，其余中断mask 常在时序调度中用于暂时忽略某些中断 |
默认是0 表示没有mask |
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| FAULTMASK |
1位，设为1则表示： 只允许NMI，其余中断mask（忽略） 常被OS kernel用于清理拥挤的mask队列 |
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| BASEPRI |
9位，用来设定mask的优先级，设为1则表示： 不高于这个优先级的中断将都被mask 常在时序调度中用于暂时忽略某些中断 |
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Control Register |
CONTROL |
2位， CONTROL[1] 表示 Stack Status： 0表示使用Default Stack（即MSP）， 1则表示使用Alternate Stack（即PSP）。 CONTROL[0] 表示 Privilege Level in Thread mode： 0表示Thread mode处于Privilege Mode下， 1表示Thread mode处于User Mode下。 |
如果在Handler中 那么这两位 都只能为0 |
|||
13、操作模式简介
-> 当处理器reset之后，会默认初始化为Thread mode，权限是Privileged access level。
-> 在User access level（此时必然处于Thread mode）中，无法访问SCS（System Control Space，是Memory中存储配置寄存器和debug相关内容的部分）。
-> 在User access level中，也无法访问Special Registers，一旦尝试访问则会触发Fault exception。
-> 在Privileged access level + Thread mode中，可以利用代码进入User access level中，方式就是把CONTROL[0]设为1。
-> 当一个Exception出现时，处理器会自动切换为Privilege state；而当退出Exception时，则会回到Exception出现之前的状态。（处理器是通过CONTROL[0]的值来判断进入中断之前的权限状态的，而在中断过程中，必然是Privilege mode，根本不看CONTROL[0]也不改）
-> 因此，如果想要从User mode切换为Privilege mode + Thread mode，则应该去调用一个中断，在中断中把CONTROL[0]设为0即可。
14、异常和中断简介
| Exception Number | Address Offset | Exception Type | Priority | Function |
| 0 | 0x00 | 并非中断 | - |
Cortex-M3的中断编号是从1开始的，这个位置并非中断，而是用来存储： Starting value of the MSP |
| 1 | 0x04 | Reset | -3(Highest) | Reset |
| 2 | 0x08 | NMI | -2 | Non-maskable Interrupt（不可屏蔽中断） |
| 3 | 0x0C | Hard fault | -1 | 当任何中断陷入disable或者mask时，便会触发Hard fault |
| 4 | 0x10 | Mem manage | Settable | 当访问无法访问的内存时会触发此中断 |
| 5 | 0x14 | Bus fault | Settable | 当prefetch的指令被abort（Inst Bus），或者数据获取有误（Data Bus），则会触发 |
| 6 | 0x18 | Usage fault | Settable | 当遇到了无效的指令或者无效的状态转换（例如想要在Cortex-M3中切换为ARM状态），则会触发 |
| 7-10 | 0x1C-0x28 | - | - | Reserved |
| 11 | 0x2C | SVC | Settable | System service call via SVC instruction |
| 12 | 0x30 | Debug monitor | Settable | - |
| 13 | 0x34 | - | - | Reserved |
| 14 | 0x38 | PendSV | Settable | Pendable request for System Service |
| 15 | 0x3C | SYSTICK | Settable | System Tick Timer |
| 16-255 | 0x40-0x3FF | IRQ | Settable | IRQ（Interrupt Request中断请求） input #0-239 |
这便是整个中断向量表（IVT，Interrupt Vector Table）的内容了，在内存中的起始地址是0。
另外，PPT中还有一句话，我没看懂，在此存疑，有明白的同学望请解答！原文如下：
| The base address of the vector table is re-locatable (set the relocation register in the NVIC); initially, the base address is 0x0. |
15、指令集标识位
在Cortex-M3中只有Thumb指令集，而并非所有ARM处理器都只有Thumb指令集。因此，ARM处理器中，用PC[0]来标识所指指令类型。原因很简单，指令只有16位和32位两种，也就是2个或者4个字节，因此PC[0]永远是0（实际上PC[1]或许也永远是0，这个存疑，了解的同学希望能够解答我的疑惑）。那么，ARM中也就干脆不去看PC[0]，用它来标识指令类型了。
因此，我们在Cortex-M3中应当永远将PC[0]设为1，这表示指令是Thumb指令；而一旦设为0，则表示所指为ARM指令，便会触发Usage fault（具体见上表）。
16、Stack（栈）以及Reset简介
-> 选用哪个栈，是根据权限自动选择的，具体见第12点“寄存器简介”中对R13的介绍。
不过，能不能手动选择，我有些记不得了，在此存疑。
-> Reset之后，处理器会从Memory中读取两个内容：
Address 0：default value of R13（MSP）
Address 4：Reset vector（the starting address of startup program）
原本打算给出PPT中的图片，但是Linux系统升级出了点bug，无法保存图片，等回来能抓出来了再补上。
17、指令简介
这里仅仅对几个上文提及的指令进行详细解释
| 指令写法 | 用法与详解 | 代码实例 | 备注 |
| MSR <special_reg>, <reg> | Write to special register | MSR R0, CONTROL |
对Special Register的读写 只能通过register，不能通过Memory 而且，这两个指令 只有Privilege权限下可以使用 |
| MRS <reg>, <special_reg> | Read special register | MRS CONTROL, R0 | |
| PUSH {reglist} | Push the largest numbered register first | PUSH {R0-R7, LR} |
PUSH、POP所使用的是SP 例句中注意，PC[0]必须得是1 |
| POP {reglist} | Pop the lowest numbered register first | POP {R0-R7, PC} |
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至此，关于Cortex-M3的基础介绍完毕。下一篇，将从Memory开始详细学习。
嵌入式（Embedded System）笔记 —— Cortex-M3 Introduction and Basics（下）
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原文地址：http://www.cnblogs.com/icedream61/p/4463439.html
