【正文】 ?我們需要處理所有的異常，盡管我們可以簡單的在某些異常處理程序處放置死循環(huán)。 ARM異常處理 70 Undefined Instruction(未定義指令 ) ARM異常處理 ?當(dāng) 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。 ? 當(dāng)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(dāng)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。 ? 不管是在 ARM狀態(tài)還是在 Thumb狀態(tài)下進(jìn)入 IRQ模式， IRQ處理程序均可以執(zhí)行以下指令從 IRQ模式返回： SUBS PC , R14_irq , 4 68 ABORT（中止） ? 產(chǎn)生中止異常意味著對存儲器的訪問失敗。 ? 可由外部通過對處理器上的 nFIQ引腳輸入低電平產(chǎn)生 FIQ。 ? 可以認(rèn)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。 64 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(dāng)異常向量地址加載入 PC時，處理器自動切換到 ARM狀態(tài)。 ARM異常處理 63 對異常的響應(yīng) ARM異常處理 ? 當(dāng)一個異常出現(xiàn)以后， ARM微處理器會執(zhí)行以下幾步操作 ? 將下一條指令的地址存入相應(yīng)連接寄存器 LR，以便程序在處理異常返回時能從正確的位置重新開始執(zhí)行。 指令預(yù)取中止 處理器預(yù)取指令的地址不存在，或該地址不允許當(dāng)前指令訪問，產(chǎn)生指令預(yù)取中止異常。 ARM異常處理 ? ARM體系結(jié)構(gòu)中的異常，與 8位 /16位體系結(jié)構(gòu)的中斷有很大的相似之處，但異常與中斷的概念并不完全等同。 ? ARM體系結(jié)構(gòu) v5及以上的版本的非 T系列處理器，當(dāng)該位為 1時，執(zhí)行下一條指令以引起為定義的指令異常；當(dāng)該位為 0時，表示運(yùn)行于 ARM狀態(tài)。如果處理器運(yùn)行 特權(quán)模式 ，這些位也可以由程序修改。 對于其他的非加 /減運(yùn)算指令， C的值通常不改變。它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯運(yùn)算的結(jié)果所改變，并且可以決定某條指令是否被執(zhí)行 ARM微處理器的寄存器格式 ? 在 ARM狀態(tài)下，絕大多數(shù)的指令都是有條件執(zhí)行的。 53 Thumb狀態(tài)下的寄存器與 ARM狀態(tài)下的寄存器關(guān)系圖 ARM微處理器的寄存器格式 54 訪問 THUMB狀態(tài)下的高位寄存器（ Hiregisters） ? 在 Thumb狀態(tài)下，高位寄存器 R8～ R15并不是標(biāo)準(zhǔn)寄存器集的一部分，但可使用匯編語言程序受限制的訪問這些寄存器，將其用作快速的暫存器。 ? Thumb狀態(tài)下和 ARM狀態(tài)下的 CPSR和所有的 SPSR是相同的。 ? 由于用戶模式和系統(tǒng)模式不屬于異常模式，他們沒有 SPSR，當(dāng)在這兩種模式下訪問 SPSR，結(jié)果是未知的。 BL SUB1 …… SUB1: STMFD SP!, {regs, LR} /*將 R14存入堆棧 */ …… LDMFD SP！ ,{regs,PC}/*完成子程序返回 */ 48 程序計(jì)數(shù)器 PC(R15) ARM微處理器的寄存器格式 ? ARM狀態(tài)下，位 [1:0]為 0，位 [31:2]用于保存 PC； ? Thumb狀態(tài)下，位 [0]為 0，位 [31:1]用于保存 PC； ? R15雖然也可用作通用寄存器，但一般不這么使用，因?yàn)閷?R15的使用有一些特殊的限制，當(dāng)違反了這些限制時，程序的執(zhí)行結(jié)果是未知的。 47 子程序連接寄存器 — R14 ARM微處理器的寄存器格式 ? R14也稱作子程序連接寄存器或連接寄存器 LR。 45 分組寄存器 R13～ R14 ARM微處理器的寄存器格式 ? R1 R14：每個寄存器對應(yīng) 6個不同的物理寄存器 ? 其中的一個是用戶模式與系統(tǒng)模式共用，另外 5個物理寄存器對應(yīng)于其他 5種不同的運(yùn)行模式 ? 采用以下的記號來區(qū)分不同的物理寄存器： ? R13_mode ? R14_mode ? mode為以下幾種之一： usr、 fiq、 irq、 svc、 abt、 und。但是這些寄存器不能被同時訪問，具體哪些寄存器是可編程訪問的，取決微處理器的工作狀態(tài)及具體的運(yùn)行模式。 ?忽略字單元地址的低兩位的值；忽略半字單元地址的最低位的值；由存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這種忽略。 ARM微處理器的存儲器格式 ?ARM微處理器中支持字節(jié)（ 8位）、半字（ 16位）、字（ 32位）三種數(shù)據(jù)類型，其中，字需要 4字節(jié)對齊（地址的低兩位為 0）、半字需要 2字節(jié)對齊（地址的最低位為 0） 37 非對齊的存儲訪問操作 ?在 ARM種，如果存儲單元的地址沒有遵守對齊規(guī)則，則稱為非對齊的存儲訪問操作。通常操作系統(tǒng)的任務(wù)需要訪問所有的系統(tǒng)資源，同時該任務(wù)仍然使用用戶模式的寄存器組，而不是使用異常模式下相應(yīng)的寄存器組，這樣可以保證當(dāng)異常中斷發(fā)生時任務(wù)狀態(tài)不被破壞。在每一種異常模式下都有一組寄存器，供相應(yīng)的異常處理程序使用，這樣就可以保證在進(jìn)入異常模式時，用戶模式下的寄存器不被破壞。 ? 特權(quán)模式中，除系統(tǒng)模式外，其他 5種模式又稱為異常模式 ? 大多數(shù)的用戶程序運(yùn)行在用戶模式下，此時，應(yīng)用程序不能夠訪問一些受操作系統(tǒng)保護(hù)的系統(tǒng)資源，應(yīng)用程序也不能直接進(jìn)行處理器模式的切換。 ? 當(dāng)處理器處于 Thumb狀態(tài)時發(fā)生異常（如 IRQ、 FIQ、Undef、 Abort、 SWI等），則異常處理返回時，自動切換到 Thumb狀態(tài)。 ?Xscale 處理器是 Intel目前主要推廣的一款 ARM微處理器。 ?Intel StrongARM SA1100處理器是采用 ARM體系結(jié)構(gòu)高度集成的 32位 RISC微處理器。 ?可集成用戶自己的安全特性和其他協(xié)處理器。 20 ARM10E微處理器系列 ?ARM10E系列微處理器主要應(yīng)用于下一代無線設(shè)備、數(shù)字消費(fèi)品、成像設(shè)備、工業(yè)控制、通信和信息系統(tǒng)等領(lǐng)域。 ?支持 VFP10浮點(diǎn)處理協(xié)處理器。 19 ARM10E微處理器系列 ARM微處理器系列 ?ARM10E系列微處理器的主要特點(diǎn)如下： ?支持 DSP指令集，適合于需要高速數(shù)字信號處理的場合。 ?支持?jǐn)?shù)據(jù) Cache和指令 Cache，具有更高的處理能力。 ?支持 32位 ARM指令集和 16位 Thumb指令集。 16 ARM9微處理器系列 ?ARM9系列微處理器主要應(yīng)用于無線設(shè)備、儀器儀表、安全系統(tǒng)、機(jī)頂盒、高端打印機(jī)、數(shù)字照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等。 ?支持 32位的高速 AMBA總線接口。 TDM