第三講arm編程模型,異常處理2課時(存儲版)
【正文】 含一個當前程序狀態(tài)寄存器（ CPSR）和五個備份的程序狀態(tài)寄存器（ SPSRs）。 F=1 禁止 FIQ中斷。 ? R0－ R12寄存器 ? R13（堆棧指針， SP）和 R14（連接寄存器） ?程序計數(shù)器， R15（ PC） ?當前程序狀態(tài)寄存器， cpsr ? 在特權(quán)模式下（除了系統(tǒng)模式）還可以訪問 ?一個特殊的 spsr（程序狀態(tài)保存寄存器），每一種異常模式對應一個 SPSR 異常模式發(fā)生的時候用來存儲當前程序的 CPSR ? 其他的微處理器沒有工作模式之分，自然沒有影子寄存器的概念。都可以通過 CPSR中的相應位來屏蔽。在ARM狀態(tài)下，系統(tǒng)有足夠的私有寄存器，從而可以避免對寄存器保存的需求，并減小了系統(tǒng)上下文切換的開銷。 ? pc－ 12 這條指令執(zhí)行過程中發(fā)生中斷 ?Xxx pc－ 8 ?Yyy pc－ 4 LR＝下一條指令 ?Zzz pc pc ? ? 返回指令是 SUBS PC ， LR ，＃ 4 。 ? ARM ? pc－ 12 數(shù)據(jù)訪問中止異常發(fā)生于此 ? Xxx pc－ 8 ? Yyy pc－ 4 lr＝下一條指令 ? Zzz pc ? 返回指令是 SUBS PC ， LR ， ＃ 8 。 產(chǎn)生異常 返回地址 PC地址 LR地址 No. 46 2022 數(shù)據(jù)訪問中止異常處理器的返回 ? 數(shù)據(jù)訪問中止異常是由數(shù)據(jù)訪問指令產(chǎn)生的， 返回時候要重新執(zhí)行。 No. 43 2022 SWI和未定義指令異常的返回 ? SWI和未定義指令異常是由當前執(zhí)行的指令產(chǎn)生的 ，當 SWI和未定義指令異常產(chǎn)生時，程序計數(shù)器 PC的值還未更新，它指向當前指令后面第 2條指令： ?SWI pc－ 8 異常在這條指令處發(fā)生 ?Xxx pc－ 4 LR＝ PC4 ?Yyy pc ? 返回指令： MOV PC ， LR 將寄存器 LR中的值復制到程序計數(shù)器 PC中 同時 將 SPSR_mode寄存器內(nèi)容復制到當前程序狀態(tài)寄存 器 CPSR中。 ? Thumb 指令集不包括協(xié)處理器，因而不需要這種指令仿真機制。 ? ARM的異常有七種 ?復位異常、 SWI異常、未定義指令異常、數(shù)據(jù)中止和指令中止異常。 No. 24 2022 r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9 r10 r11 r12 r13 (sp) r14 (lr) r15 (pc) cpsr r13 (sp) r14 (lr) spsr r13 (sp) r14 (lr) spsr r13 (sp) r14 (lr) spsr r13 (sp) r14 (lr) spsr r8 r9 r10 r11 r12 r13 (sp) r14 (lr) spsr FIQ IRQ SVC Undef Abort User Mode Current Visible Registers Banked out Registers spsr User r8 r9 r10 r11 r12 r13 (sp) r14 (lr) FIQ Mode IRQ Undef Mode SVC Mode Abort The ARM Register Set No. 25 2022 Register Organization Summary User mode r0r7, r15, and cpsr r8 r9 r10 r11 r12 r13 (sp) r14 (lr) spsr FIQ r8 r9 r10 r11 r12 r13 (sp) r14 (lr) r15 (pc) cpsr r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 User r13 (sp) r14 (lr) spsr IRQ User mode r0r12, r15, and cpsr r13 (sp) r14 (lr) spsr Undef User mode r0r12, r15, and cpsr r13 (sp) r14 (lr) spsr SVC User mode r0r12, r15, and cpsr r13 (sp) r14 (lr) spsr Abort User mode r0r12, r15, and cpsr Thumb state Low registers Thumb state High registers Note: System mode uses the User mode register set No. 26 2022 ARM的寄存器總結(jié) ? 1個專用的程序計數(shù)器 PC,R15 ? 1個專用的當前程序狀態(tài)寄存器 CPSR ? 5個專用的程序狀態(tài)保存寄存器 (用于異常模式下的 SPSR) ? 總計共有 37個物理寄存器，其中 30個通用寄存器， 1個程序計數(shù)器， 6個狀態(tài)寄存器 ? 在每一種模式下只有 R0－ R15， CPSR寄存器程序員可見。如果處理器運行特權(quán)模式，這些位也可以由程序修改。以上的描述可用指令完成： No. 20 2022 程序計數(shù)器（ r15） ? 當處理器運行于 ARM狀態(tài)： ?所有指令都是 32位寬 ?所有指令必須字對齊 ?因此 PC值存于位 [31:2]，位 [1:0]未定義（指令不能為半字或字節(jié)對齊） ? 當處理器運行于 Thumb狀態(tài)： ?所有指令都是 16位寬 ?所有指令必須半字對齊 ?因此 PC值存于位 [31:1]，位 [0]未定義（指令不能為字節(jié)對齊） ? R15雖然也可用作通用寄存器，但一般不這么使用，因為對 R15的使用有一些特殊的限制，當違反了這些限制時，程序的執(zhí)行結(jié)果是未知的。 ?由于處理器的每種運行模式均有自己獨立的物理寄存器R13，在用戶應用程序的初始化部分， 一般都要初始化每種模式下的 R13，使其指向該運行模式的棧空間 ，這樣，當程序的運行進入異常模式時，可以將需要保護的寄存器放入 R13所指向的堆棧，而當程序從異常模式返回時，則從對應的堆棧中恢復，采用這種方式可以保證異常發(fā)生后程序的正常執(zhí)行。應用程序可以產(chǎn)生異常處理，在異常處理過程中進行模式的切換。 ?在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛應用的 PowerPC處理器中 ,則把低位字節(jié)放在高
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