【正文】 中止（數(shù)據(jù)） 中止模式 0x0000,0014 保留 保留 0x0000,0018 IRQ IRQ 0x0000,001C FIQ FIQ ARM異常處理 ARM 原理與應(yīng)用 R14_Exception_Mode = Return Link SPSR_Exception_Mode = CPSR CPSR[4:0] = Exception Mode Number CPSR[5] = 0 If Exception_Mode == Reset or FIQ then CPSR[6] = 1 CPSR[7] = 1 PC = Exception Vector Address 異常響應(yīng)偽代碼 ARM異常處理 ? 處理器處于 Thumb狀態(tài)，則當異常向量地址加載入 PC時，處理器自動切換到 ARM狀態(tài)。 ARM微處理器對異常的響應(yīng)過程用偽碼可以描述為： 在 ARM狀態(tài)下執(zhí)行 禁止快速中斷 禁止正常中斷 轉(zhuǎn)入異常入口地址 ARM 原理與應(yīng)用 從 異常 返回 ARM異常處理 ? 異常處理完畢之后， ARM微處理器會執(zhí)行以下幾步操作從異常返回： ? 將連接寄存器 LR的值減去相應(yīng)的偏移量后送到 PC中。 ? 將 SPSR復(fù)制回 CPSR中。 ? 若在進入異常處理時設(shè)置了中斷禁止位，要在此清除。 ? 可以認為應(yīng)用程序總是從復(fù)位異常處理程序開始執(zhí)行的，因此復(fù)位異常處理程序不需要返回。 ARM 原理與應(yīng)用 FIQ（ Fast Interrupt Request） FIQ異常是為了支持數(shù)據(jù)傳輸或者通道處理而設(shè)計的。 ARM異常處理 ? 若將 CPSR的 F位置為 1，則會禁止 FIQ中斷，若將 CPSR的 F位清零，處理器會在指令執(zhí)行時檢查 FIQ的輸入。注意只有在特權(quán)模式下才能改變 F位的狀態(tài)。 ? 可由外部通過對處理器上的 nFIQ引腳輸入低電平產(chǎn)生 FIQ。不管是在 ARM狀態(tài)還是在 Thumb狀態(tài)下進入 FIQ模式， FIQ處理程序均可以執(zhí)行以下指令從 FIQ模式返回： SUBS PC,R14_fiq ,4 ARM 原理與應(yīng)用 ARM 原理與應(yīng)用 IRQ（ Interrupt Request） IRQ異常屬于正常的中斷請求，可通過對 處理器的 nIRQ引腳輸入低電平產(chǎn)生 IRQ的優(yōu)先級低于 FIQ，當程序執(zhí)行進 入 FIQ異常時， IRQ可能被屏蔽。 ARM異常處理 ? 若將 CPSR的 I位置為 1，則會禁止 IRQ中斷，若將 CPSR的 I位清零，處理器會在指令執(zhí)行完之前檢查 IRQ的輸入。注意只有在特權(quán)模式下才能改變 I位的狀態(tài)。 ?不管是在 ARM狀態(tài)還是在 Thumb狀態(tài)下進入 IRQ模式， IRQ處理程序均可以執(zhí)行以下指令返回： SUBS PC , R14_irq , 4 ARM 原理與應(yīng)用 ABORT（中止） 產(chǎn)生中止異常意味著對存儲器的訪問失敗 ARM微處理器在存儲器訪問周期內(nèi)檢查是否發(fā) 生中止異常。 ARM異常處理 ? 中止異常包括兩種類型： ? 指令預(yù)取中止：發(fā)生在指令預(yù)取時。 ? 數(shù)據(jù)中止：發(fā)生在數(shù)據(jù)訪問時。 ? 當指令預(yù)取訪問存儲器失敗時，存儲器系統(tǒng)向 ARM處理器發(fā)出存儲器中止（ Abort）信號，預(yù)取的指令被記為無效 ，但只有當處理器試圖執(zhí)行無效指令時，指令預(yù)取中止異常才會發(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)取指令中止不會發(fā)生。 ? 若數(shù)據(jù)中止發(fā)生，系統(tǒng)的響應(yīng)與指令的類型有關(guān)。 ARM 原理與應(yīng)用 ABORT（中止） ARM異常處理 ?當確定了中止的原因后， Abort處理程序均可以執(zhí)行以下指令從中止模式返回，無論是在 ARM狀態(tài)還是 Thumb狀態(tài)： SUBS PC, R14_abt, 4 ；指令預(yù)取中止 SUBS PC, R14_abt, 8 ；數(shù)據(jù)中止 ARM 原理與應(yīng)用 Software Interruupt(軟件中斷 ) 軟件中斷指令（ SWI）用于進入管理模式，常用于請求執(zhí)行特定的管理功能。軟件中斷處理程序執(zhí)行以下指令可以從 SWI模式返回，無論是在 ARM狀態(tài)還是 Thumb狀態(tài)： MOVS PC , R14_svc 以上指令恢復(fù) PC（從 R14_svc）和 CPSR（從SPSR_svc） 的值，并返回到 SWI的下一條指令。 ARM異常處理 ARM 原理與應(yīng)用 Undefined Instruction(未定義指令 ) ARM異常處理 ?當 ARM處理器遇到不能處理的指令時，會產(chǎn)生未定義指令異常。采用這種機制，可以通過軟件仿真擴展 ARM或 Thumb指令集。 ?處理器執(zhí)行以下程序返回，無論是在 ARM狀態(tài)還是 Thumb狀態(tài)： MOVS PC, R14_und ?以上指令恢復(fù) PC（從 R14_und）和 CPSR（從 SPSR_und）的值，并返回到未定義指令后的下一條指令。 ARM 原理與應(yīng)用 異常向量表（ Exception Vectors） 地 址 異 常 進入模式 0x0000,0000 復(fù)位 管理模式 0x0000,0004 未定義指令 未定義模式 0x0000,0008 軟件中斷 管理模式 0x0000,000C 中止（預(yù)取指令） 中止模式 0x0000,0010 中止（數(shù)據(jù)） 中止模式 0x0000,0014 保留 保留 0x0000,0018 IRQ IRQ 0x0000,001C FIQ FIQ ARM異常處理 ARM 原理與應(yīng)用 異常優(yōu)先級（ Exception Priorities） 優(yōu)先級 異 常 1（最高） 復(fù)位 2 數(shù)據(jù)中止 3 FIQ 4 IRQ 5 預(yù)取指令中止 6（最低） 未定義指令、 SWI ARM異常處理 ARM 原理與應(yīng)用 應(yīng)用程序中的異常處理 當系統(tǒng)運行時，異常可能會隨時發(fā)生，為保證在 ARM處理器發(fā)生異常時不至于處于未知狀態(tài)，在應(yīng)用程序的設(shè)計中，首先要進行異常處理 ARM異常處理 ARM 原理與應(yīng)用 應(yīng)用程序中的異常處理 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 ARM處理器發(fā)生異常時，程序計數(shù)器 PC會被強制設(shè)置為對應(yīng)的異常向量，從而跳轉(zhuǎn)到異常處理程序，當異常處理完成以后，返回到主程序繼續(xù)執(zhí)行。 ARM異常處理 ARM 原理與應(yīng)用 異常向量表（ Exception Vectors） 地 址 異 常 進入模式 0x0000,0000 復(fù)位 管理模式 0x0000,0004 未定義指令 未定義模式 0x0000,0008 軟件中斷 管理模式 0x0000,000C 中止（預(yù)取指令） 中止模式 0x0000,0010 中止（數(shù)據(jù)） 中止模式 0x0000,0014 保留 保留 0x0000,0018 IRQ IRQ 0x0000,001C FIQ FIQ ARM異常處理