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当ARM异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处理程序处执行。当异常中断处理程序执行完成后，程序返回到发生中断指令的下条指令处执 行。在进入异常中断处理程序时，要保存被中断程序的执行现场，从异常中断处理程序退出时，要恢复被中断程序的执行现场。& p( _( @9 S0 o7 b9 R* x( z( Z2 F" [& ?+ H5 J2 N
1、引起异常的原因 对于ARM核，可以且只能识别7种处理器异常，每种异常都对应一种ARM处理器模式，当发生异常时，ARM处理器就切换到相应的异常模式，并调用异常处理 程序进行处理。- J, s+ u6 d4 C6 Q
4 J7 e4 ]$ m5 I8 F( T7 v' a （1）、指令执行引起的异常 软件中断、未定义指令（包括所要求的协处理器不存在是的协处理器指令）、预取址中止（存储器故障）、数据中止。5 }$ v& Z/ U9 Y3 z' h
（2）、外部产生的中断 复位、FIQ、IRQ。' }( P$ b7 j7 e1 R3 k$ V. z7 h, q+ V) x
2、ARM中异常中断的种类) @& \" m9 Y5 F3 ?$ c; G# Z
; @+ S1 |2 N- Y! j, U3 ] （1）、复位（RESET）3 u* N. j5 W. r+ L
7 |: S9 W+ X" E0 J4 D7 ma、当处理器复位引脚有效时，系统产生复位异常中断，程序跳转到复位异常中断处理程序处执行，包括系统加电和系统复位。# {, O2 K# p# Z% ^
b、通过设置PC跳转到复位中断向量处执行称为软复位。
3 ~. R+ g( ?; {$ A- _* c% K2 r （2）、未定义的指令 当ARM处理器或者是系统中的协处理器认为当前指令未定义时，产生未定义的指令异常中断，可以通过改异常中断机制仿真浮点向量运算。- m$ ~ a& s$ @" T; y
（3）、软件中断 这是一个由用户定义的中断指令（SWI）。可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。在实时操作系统中可以通过该机制实现系统功能调用。. |9 X, Q, R# T5 E$ h& o
（4）、指令与取终止（Prefech Abort） 如果处理器预取的指令的地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，当被预取的指令执行时，处理器产生指令预取终止异常中断。1 ]0 p% r1 B% Y; D0 J5 h2 e8 ~% S$ C) L" J( B/ ]
（5）、数据访问终止（DATAABORT） 如果数据访问指令的目标地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，处理器产生数据访问终止异常中断。2 L% q! e7 N; [# Q! Y
, |/ m( `& x5 c& ` （6）、外部中断请求（IRQ） 当处理器的外部中断请求引脚有效，而且CPSR的寄存器的I控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断。系统中个外设通过该异常中断请求处理服务。& R$ S' T; _# s8 j/ f' t9 e4 j
; R6 |) c, Z3 k' |# m" A （7）、快速中断请求（FIQ） 当处理器的外部快速中断请求引脚有效，而且CPSR的F控制位被清除时，处理器产生外部中断请求异常中断。% J( a. m3 M$ E: S) x$ \; V$ ~6 \& J
3、异常的响应过程 除了复位异常外，当异常发生时，ARM处理器尽可能完成当前指令（除了复位异常）后，再去处理异常。并执行如下动作： ; {& h( a6 Q% H* g% w
# ?$ ~& a0 f% x! x （1）、将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新模式的R14中，若异常是从ARM状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址（当前PC＋4或 PC＋8，与异常的类型有关）；若异常是从Thumb状态进入，则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量，这样，异常处理程序就不需要确定异常是从何种状态 进入的。例如：在软件中断异常SWI，指令MOV PC，R14_svc总是返回到下一条指令，不管SWI是在ARM状态执行，还是在Thumb状 态执行。
1 D% \4 l% E* `$ V# U" W0 h （2）、将CPSR的内容保存到要执行异常中断模式的SPSR中。* a/ E$ M0 `) H) O' o |. D$ Z( z. i
（3）、设置CPSR相应的位进入相应的中断模式。% O' g" O5 w, X& H
（4）、通过设置CPSR的第7位来禁止IRQ。如果异常为快速中断和复位。则还要设置CPSR的第6位来禁止快速中断。0 X/ u2 r) b* F. p) A8 p
5 e8 {$ H3 \& } （5）、给PC强制赋向量地址值。上面的异常处理操作都是由ARM核硬件逻辑自动完成的，程序计数器PC总是跳转到相应的固定地址。如果异常发生时，处理器处于Thumb状态，则当异常向量地址加载入PC时，处理器自动切换到ARM状态，则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。2 d" k9 Z3 g/ h0 ~9 y9 ?9 M* ?2 Q
4、异常中断处理返回 异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回：
" h% A! b4 O* @" g2 T- }6 ~8 R* x （1）、将所有修改过的用户寄存器从处理程序的保护栈中恢复。3 b) u u4 x2 D) v% d2 L: U
（2）、将SPSR复制回CPSR中，将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。$ ~- `. r# h; e. F8 {
（3）、若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。复位异常处理程序不需要返回。7 i$ o- {3 v/ y' J. r6 \3 `) i
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发表于 2021-7-26 10:29
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