arm嵌入式系統(tǒng)第一講(編輯修改稿)
2025-06-08 13:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與 FIQ禁止 ) ?5個(gè)當(dāng)前處理器模式編碼位 (M[4:0]) ?1個(gè)用于指示當(dāng)前執(zhí)行指令狀態(tài)的位 (ARM或Thumb) 當(dāng)前程序狀態(tài) 寄存器 CPSR N Z C V …… I F T M4 M3 M2 M1 M0 控制位 保留位 標(biāo)識(shí)位 ? N、 Z、 C、 V是條件代碼標(biāo)識(shí)位，可以通過(guò)算術(shù)和邏輯操作來(lái)設(shè)置這些位， ARM處理器對(duì)這些位進(jìn)行測(cè)試以決定是否執(zhí)行一條指令，實(shí)現(xiàn)條件執(zhí)行。 ? N 負(fù)標(biāo)識(shí)，運(yùn)算結(jié)果的最高位，記錄標(biāo)識(shí)設(shè)置操作的結(jié)果 ? Z 零標(biāo)識(shí)，如果標(biāo)識(shí)設(shè)置操作的結(jié)果為 0，置位 ? C 進(jìn)位標(biāo)識(shí)，記錄無(wú)符號(hào)加法溢出，減法借位 ? V 溢出標(biāo)識(shí)，記錄標(biāo)識(shí)設(shè)置操作的有符號(hào)溢出 當(dāng)前程序狀態(tài) 寄存器 CPSR ? CPSR的低八位為控制位，分別是： ?中斷禁止 I和 F ?處理器狀態(tài)位 T ?處理器模式位 M4~M0 ? 發(fā)生異常時(shí)，控制位改變。當(dāng)處理器在一個(gè)特權(quán)模式下操作時(shí)，可用軟件操作這些位。 異常向量表 地址 異常 進(jìn)入時(shí)的模式 I F 0x00000000 復(fù)位 管理 禁止 禁止 0x00000004 未定義指令 未定義 I F 0x00000008 軟件中斷 管理 禁止 F 0x0000000C 中止 (預(yù)取 ) 中止 I F 0x00000010 中止 (數(shù)據(jù) ) 中止 I F 0x00000014 保留 保留 0x00000018 IRQ 中斷 禁止 F 0x0000001C FIQ 快速中斷 禁止 禁止 異常優(yōu)先級(jí) 優(yōu)先級(jí) 異常 最高 最低 1 復(fù)位 2 數(shù)據(jù)中止 3 FIQ 4 IRQ 5 預(yù)取指中止 6 未定義指令 6 軟件中斷 SWI 進(jìn)入異常 ? 保存返回地址到 LR ? 保存 CPSR的當(dāng)前值到相應(yīng)異常模式下的SPSR ? 設(shè)置 CPSR為相應(yīng)的異常模式，禁止相應(yīng)中斷控制位，防止不受控制的中斷嵌套 ? 設(shè)置 PC為相應(yīng)異常處理程序的中斷入口向量地址 退出異常 ? 用 LR中的值減去偏移量再恢復(fù) PC ? 用 SPSR恢復(fù) CPSR ? 在入口處置位的中斷禁止控制位清零 復(fù)位異常 ? nRESET信號(hào)被拉低時(shí)， ARM處理器放棄正在執(zhí)行的指令； nRESET信號(hào)恢復(fù)高電平時(shí)， ARM處理器執(zhí)行以下操作： ?強(qiáng)制進(jìn)入管理模式 ?禁止 IRQ和 FIQ ?進(jìn)入 ARM狀態(tài) ?強(qiáng)制 PC從 0x0000 0000開(kāi)始執(zhí)行 ? 復(fù)位后，除 PC和 CPSR之外的所有寄存器的值都是隨機(jī)的。 中斷請(qǐng)求異常 IRQ ? IRQ中斷異常發(fā)生時(shí)，內(nèi)核自動(dòng)做如下處理： ?將返回地址保存到 R14_irq中 ?將 CPSR保存到 SPSR_irq中 ?禁止新的 IRQ中斷，進(jìn)入 ARM狀態(tài)，進(jìn)入IRQ異常模式 ?強(qiáng)制 PC執(zhí)行 0x0000 0018地址的指令 ? 如果需要嵌套 IRQ中斷，那么必須在中斷服務(wù)程序中重新使能 IRQ中斷。 FIQ快速中斷異常 ? CPSR的 F位被清零時(shí)，可以發(fā)生 FIQ異常。 FIQ是優(yōu)先級(jí)最高的中斷，進(jìn)入該中斷后會(huì)同時(shí)禁止任何外部中斷源再次發(fā)生中斷，除非在軟件中重新使能 FIQ和 IRQ。 ? FIQ有 8個(gè)專用寄存器，使得進(jìn)入 FIQ時(shí)不用壓棧，以提高響應(yīng)速度。 ? FIQ入口地址在向量表頂部，可以不需要跳轉(zhuǎn)，直接放置中斷服務(wù)程序。 未定義指令異常 ? 當(dāng) ARM處理器遇到一條自己和系統(tǒng)內(nèi)任何協(xié)處理器都無(wú)法執(zhí)行的指令時(shí)，發(fā)生未定義指令異常。 ? 軟件可以使用這一機(jī)制通過(guò)仿真未定義的協(xié)處理器指令來(lái)擴(kuò)展 ARM指令集。 中止異常 ? 中止表示當(dāng)前對(duì)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)不能被完成。 ? 中止有兩種類型：預(yù)取指中止和數(shù)據(jù)中止。 SWI軟件中斷異常 ? 由于系統(tǒng)正常工作是在用戶模式下進(jìn)行的，如果需要切換到特權(quán)模式就必須使用軟件中斷切換到管理模式。 ? 該異常由執(zhí)行指令 SWI產(chǎn)生，用于用戶模式下的程序調(diào)用特權(quán)操作指令。 ARM體系的存儲(chǔ)系統(tǒng) ? ARM處理器采用馮諾依曼結(jié)構(gòu)，指令和數(shù)據(jù)共用一條 32位數(shù)據(jù)總線。 ARM存儲(chǔ)器可以看做一個(gè)從 0開(kāi)始的線性遞增字節(jié)集合： ? 字節(jié) 0~3保存第 1個(gè)存儲(chǔ)的字 ? 字節(jié) 4~7保存第 2個(gè)存儲(chǔ)的字 ? 字節(jié) 8~11保存第 3個(gè)存儲(chǔ)的字 ? ARM處理器可以將存
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