[问答]

ARMv8架构的两种执行状态分别是什么

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 ARM结构，一直都在升级，到目前，已经升级到了ARMv8。 ARMv8，提出了很多新的概念。一、两种执行状态在ARMv8中，引入了两种执行状态： ◾ AArch32 ◾ARMv7的升级版 ◾ A32(ARM)和T32(thumb)，两种指令集 ARMv8架构中，增加了一些指令 ◾传统ARM的特权模式 ◾通用寄存器位宽是32bit ◾ 使用单一CPSR保存PE状态 ◾使用32bit的虚拟地址 ◾支持协处理器 ◾ AArch64 ◾ 通用寄存器位宽是64bit ◾ 提供64bit PC，SP 和 ELR（exception-link-register） ◾新的指令集-A64，固定32bit的指令集 ◾新的特权模式 ◾使用一组PSTATE保存PE状态 ◾不支持协处理器 ◾使用64bit虚拟地址 AArch32（简称A32），兼容以前的arm指令，包括ARM和thumb指令，而AArch64，是全新的指令集，不兼容以前的arm指令。对于A64，使用64bit的虚拟地址，因此支持操作更大的memory空间。而pc也是64bit，因此可以在更大的memory空间上取指令执行。可以认为AArch64(简称A64)，是全新的ARM指令，和以前ARM指令完全不一样，因此区别也是比较大的。推出全新的指令集，是为了设计出更高性能的CPU。二、特权模式与安全状态 1、特权模式 A64中，提出了全新的特权模式，不再使用A32中所使用的7种复杂的特权模式。 A64提出了简单的4种特权模式EL(exception level)，分别是EL0，EL1，EL2，EL3。 EL0 ：运行应用程序 EL1 ：运行操作系统 EL2 ：运行虚拟机 EL3 ：运行安全管理其中EL3的运行权限最高，EL0的运行权限最低。运行权限，会影响资源的访问。 ARMv8虽然定义了EL2和EL3，但是这两个EL不是一定要实现的。可以根据自己的需求，进行裁剪，或者都实现，或者都不实现，或者只实现一个。但EL0和EL1肯定是要实现的。对于A32，还是兼容之前的特权模式。而每个特权模式，其实和A64的EL是有对应关系的。对于A32： ◾ user特权模式，对应于A64的EL0。 ◾ supervisor, abort, undef, system, irq, fiq六种特权模式，对应于A64的EL1。 ◾ hyp对应于A64的EL2，运行虚拟机。 ◾ mon对应于A64的EL3，运行安全管理。同理，hyp和mon不是一定要实现的。但7种特权模式，肯定是要实现的。 2、安全状态 ARMv8中，引入了两种安全状态： ◾ secure state ◾non-secure state 这里的安全状态，主要是影响资源的访问，比如memory，系统寄存器等。对于memory，有时候需要做数据隔离，用于保护数据的安全性。因此就可以将memory分成两个区域，secure区域和non-secure区域。对于secure的memory区域，只允许secure状态去访问，而对于non-secure的memory区域，允许secure状态和non-secure状态都可访问。这样可以保护数据的安全。对于系统寄存器，有些系统寄存器限制了最低EL的访问，这样可以有效的保护系统。不让低EL运行的程序，误操作这些系统寄存器而使整个系统崩溃掉。对于EL1和EL0，可以是non-secure状态，也可以是secure状态。对于EL2，只能是non-secure状态。据说最新的ARMv8.4，EL2可以是secure状态。对于EL3，只能是secure状态。 secure和non-secure状态的切换，只能通过EL3进行切换，也就是如果想从non-secure的EL0切换到secure的EL0，首先要先从non-secure的EL0，通过异常切换到EL3，然后再通过异常，返回到secure的EL0。三、A64与A32的切换对于A32来说，ARM和thumb的切换，通过bx指令即可切换。但是对于A64和A32两种执行状态，只能通过异常，进行切换。 ARMv8对EL切换，进行了以下的限定： ◾切换到低EL，执行状态要么保持，要么切换到A32 ◾ 切换到高EL，执行状态要么保持，要么切换到A64 也就是如果当前执行状态是A32，切换到低EL，那么执行状态只能是A32。如果当前执行状态是A64，切换到高EL，那么执行状态只能是A64。如下图所示，在A64的操作系统中，可以运行A32的应用程序，但是在A32的操作系统中，不能运行A64的应用程序。如果EL3是A32，那么所有的EL都是A32了。 0
2022-4-6 10:49:28　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答 dianzijie5 该类别下有 16 个回答。邀请回答嵌入式-H 该类别下有 16 个回答。邀请回答 hucc 该类别下有 14 个回答。邀请回答舍我其谁84 该类别下有 13 个回答。邀请回答 HCPcry 该类别下有 12 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 12 个回答。邀请回答学生物的程序猿该类别下有 11 个回答。邀请回答小刘该类别下有 11 个回答。邀请回答 sjjs001 该类别下有 11 个回答。邀请回答 iettke 该类别下有 11 个回答。邀请回答 bigbangboom 该类别下有 10 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 10 个回答。邀请回答 wuli北该类别下有 9 个回答。邀请回答广州洋钒该类别下有 9 个回答。邀请回答 zengweishuai 该类别下有 9 个回答。邀请回答 drakannie 该类别下有 9 个回答。邀请回答 siyugege 该类别下有 9 个回答。邀请回答 ze55me 该类别下有 8 个回答。邀请回答 zhuzb0754 该类别下有 8 个回答。邀请回答举报王辉相关推荐 • 在armv8架构中Arch32切换到Arch64是如何运作的 2098 • NEON在armv8(arch64)下如何去使用呢 2808 • 如果Arch32要去切换到Arch64是如何运作的 2361 • arm架构和x86架构有什么区别是什么？ 9154 • ARM的内核与架构是由哪些部分组成的 1416 • arm架构和x86架构有什么区别 3974 • arm内核和架构 4500 • Cortex系列处理器是从ARM哪个架构开始的？ 2392 • 如何实现MIPS32架构CPU设计？ 829 • 探讨一下ARMv8的AArch32 PE模式 6524