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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
9 I1 L% Y+ B& X: ]+ @, ^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: R1 N, b; A. i) r" q* Z
（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。
; T) G) ]* |/ M' R! K) a! T# a （2）、外部产生的中断 复位、FIQ、IRQ。' }( P$ b7 j7 e1 R3 k
9 \# H% }& n! P9 r' A8 h2、ARM中异常中断的种类) @& \" m9 Y5 F3 ?$ c; G# Z
: j F# j' Z" ]; f- M& [ （1）、复位（RESET）3 u* N. j5 W. r+ L: F& Y E( t/ f9 G: c' ~
a、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。3 f& p$ |) _& K& e' ]( H s5 F
b、通过设置PC跳转到复位中断向量处执行称为软复位。0 v' G% ~! I! j7 A+ X8 E" ]; ]; X
（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。
" _9 B$ m* F* h$ Q* D, 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。
t# \! e) u7 a4 m/ x. m; ?5 r' T （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 ~) m. `& O7 H; ^; B2 J
（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, \$ y5 F# f9 @+ q
（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; ?$ x* m, n5 P. p& u# x! D
（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。
5 J9 U- r0 N* `+ U/ U+ H3、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% w1 {0 z. ?( U8 l- _, |
（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。
- O' ^ @) d+ }- J# l; ?- H （2）、将CPSR的内容保存到要执行异常中断模式的SPSR中。- \- w0 j. E' W
（3）、设置CPSR相应的位进入相应的中断模式。
f; X. R( F: `+ A* L# Z! s: e （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
7 M& }9 @8 @/ `4 @5 I6 w" i) r* T （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。
. c( D) n+ X2 Z+ h/ |4 M4、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：) z1 T {; x& Z* E2 b
（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。
/ O- a0 _7 y* ?+ | @ （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。
m9 p4 T$ h8 g- R （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。
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发表于 2021-7-26 10:29
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