arm處理器的工作模式(ppt40頁)-文庫吧在線文庫
【正文】 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，異?？赡軙?huì)隨時(shí)發(fā)生，為保證在 ARM處理器發(fā)生異常時(shí)不至于處于未知狀態(tài)，在應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)中，首先要進(jìn)行異常處理，采用的方式是在異常向量表中的特定位置放置一條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到異常處理程序，當(dāng) ARM處理器發(fā)生異常時(shí)，程序計(jì)數(shù)器 PC會(huì)被強(qiáng)制設(shè)置為對(duì)應(yīng)的異常向量，從而跳轉(zhuǎn)到異常處理程序，當(dāng)異常處理完成以后，返回到主程序繼續(xù)執(zhí)行。 ARM的異常 ARM有 7種異常 ? 復(fù)位 – 處理器上一旦有復(fù)位輸入， ARM處理器立刻停止執(zhí)行當(dāng)前指令。 ARM異常 ? IRQ異常 – 當(dāng)處理器的外部中斷請(qǐng)求引腳有效，且CPSR中的 I=0，產(chǎn)生 IRQ異常。 轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序 取相應(yīng)的中斷向量給程序計(jì)數(shù)器 PC，使程序開始執(zhí)行中斷處理程序。 ARM異常 各種異常返回方法 ? FIQ中斷返回 不管是在 ARM狀態(tài)還是在 Thumb狀態(tài)下進(jìn)入 FIQ模式，F(xiàn)IQ處理程序均可以執(zhí)行以下指令從 FIQ模式返回： SUBS PC,R14fiq ,4 ? 指令預(yù)取中止（ Abort ）異常返回 當(dāng)指令預(yù)取訪問存儲(chǔ)器失敗時(shí)，存儲(chǔ)器系統(tǒng)向 ARM處理器發(fā)出存儲(chǔ)器中止（ Abort）信號(hào)，預(yù)取的指令被記為無效，但只有當(dāng)處理器試圖執(zhí)行無效指令時(shí)，指令預(yù)取中止異常才會(huì)發(fā)生，如果指令未被執(zhí)行，例如在指令流水線中發(fā)生了跳轉(zhuǎn)，則預(yù)取指令中止不會(huì)發(fā)生。這些陷阱稱為“地址異?！保?yàn)?32位的 ARM不會(huì)產(chǎn)生落在它的 32位地址空間之外的地址，所以地址異常在當(dāng)前的體系結(jié)構(gòu)中沒有作用，0x00000014的矢量地址也就不再使用了。采用這種機(jī)制，可以通過軟件仿真擴(kuò)展 ARM或 Thumb指令集。 ARM異常 二、異常返回 異常返回應(yīng)執(zhí)行的操作 異常處理完畢之后， ARM微處理器會(huì)執(zhí)行以下幾步操作從異常返回： ? 將返回地址裝入 PC 把連接寄存器 LR的值減去相應(yīng)的偏移量，然后送到 PC中。 ARM異常 ARM異常中斷響應(yīng)過程 一、進(jìn)入異常 當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，除了復(fù)位異常立即中止當(dāng)前指令外，處理器盡量完成當(dāng)前指令，然后脫離當(dāng)前的程序去處理異常。 – 未定義指令異常可用于在沒有物理協(xié)處理器（硬件）的系統(tǒng)上，對(duì)協(xié)處理器進(jìn)行軟件仿真，或在軟件仿真時(shí)進(jìn)行指令擴(kuò)展。 ? 中斷流程： 當(dāng)異常中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行完當(dāng)前指令后，將跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常中斷處理程序處執(zhí)行。如存取數(shù)據(jù)或指令錯(cuò)誤、計(jì)算結(jié)果溢出等。 中斷事件： 引起 CPU產(chǎn)生中斷、并且與 CPU當(dāng)前所執(zhí)行的程序無關(guān)的、由外部硬件產(chǎn)生的事件，也叫中斷源。 ─ 控制允許和禁止中斷 修改 SPSR的值 ─ 設(shè)置處理器的運(yùn)行模式 修改 SPSR的值 問題： 一共有多少個(gè) SPSR？為什么？ ARM的狀態(tài)寄存器 (2) 二、 ARM狀態(tài)寄存器的格式 條件碼標(biāo)志位 （保存 ALU中的當(dāng)前操作信息） N：正負(fù)號(hào) /大小 標(biāo)志位 0表示：正數(shù) /大于； 1表示：負(fù)數(shù) /小于 Z：零標(biāo)志位 0表示：結(jié)果不為零； 1表示：結(jié)果為零 C：進(jìn)位 /借位 /移出位 0表示：未進(jìn)位 /借位 /移出 0； 1表示：進(jìn)位 /未借位 /移出 1 V：溢出標(biāo)志位 0表示：結(jié)果未溢出； 1表示：結(jié)果溢出 31 30 29 28 27 … 8 7 6 5 4 3 2 1 0 N Z C V （保留） I F T M4 M3 M2 M1 M0 ARM9的狀態(tài)寄存器 (3) 控制位 – I、 F中斷控制位 —— 控制允許和禁止中斷 ? I＝ 1 禁止 IRQ中斷 I＝ 0 允許 IRQ中斷 ? F＝ 1 禁止 FIQ中斷 F＝ 0 允許 FIQ中斷 – T控制 (標(biāo)志 )位 —— 反映處理器的運(yùn)行狀態(tài) ? T=1時(shí)，程序運(yùn)行于 Thumb狀態(tài) ? T=0時(shí)，程序運(yùn)行于 ARM狀態(tài) – M控制位 —— 決定了處理器的運(yùn)行模式 ? 當(dāng)發(fā)生異常時(shí)這些位被改變。 ? 關(guān)于 PC的值： 由于 ARM采用多級(jí)流水線技術(shù)，所以 PC總是指向正在取指的指令，而不是正在執(zhí)行的指令。而在 Thumb指令集中，某些指令強(qiáng)制性的要求使用 R13作為堆棧指針。 ARM寄存器 (4) ARM的通用寄存器 通用寄存器包括 R0～ R15，可以分為三類： ─ 未分組寄存器 R0～ R7 ─ 分組寄存器 R8～ R14 ─ 程序計(jì)數(shù)器 PC(R15) 一、未分組寄存器 R0～ R7 在所有的運(yùn)行模式下，未分組寄存器都指向同一個(gè)物理寄存器，他們未被系統(tǒng)用作特殊的用途， 是真正的通用
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