ARM异常处理流程

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在学习与开发ARM处理器的过程中，一个不能绕开的话题就是异常处理流程。它在ARM的体系架构中，占据着不可动摇的重要地位。此处就以Coterx-A系列的ARM处理器简单分析一下异常中断处理流程。

说异常处理流程之前，我们先说一下ARM处理器的工作模式和异常源。

* D8 d1 C+ q: o! \, E6 E在Coterx-A系列之前的ARM处理器，一共有个基本工作模式：
2 a8 t/ v6 E* P5 {* u3 ?
User : 非特权模式，大部分任务执行在这种模式;
9 K: @& V5 m( z$ i' J
3 K  i/ g+ U" _3 m# dFIQ : 当一个高优先级(fast) 中断产生时将会进入这种模式;
( M+ q+ O6 J( {' ]8 v1 ~8 m
IRQ : 当一个低优先级(normal) 中断产生时将会进入这种模式;

# x) K- X3 v) [Supervisor :当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式;

Abort : 当存取异常时将会进入这种模式;

Undef : 当执行未定义指令时会进入这种模式;
& |& R% X* l* ^4 L
System : 使用和User模式相同寄存器集的特权模式;
4 h. e2 a/ c. S1 j1 m
# ^- n7 I/ I: u& T- D而Coterx-A系列处理器则多了一种工作模式：
! U% i- q" ?+ ]9 u0 G4 O7 F
9 ^/ J- `9 d  ^4 _8 [  {Monitor : 是为了安全而扩展出的用于执行安全监控代码的模式;

简单介绍完异常源和工作模式后，就分析一下异常处理流程。
+ \6 {3 z7 h8 Q6 Q# }9 U
' B$ {3 a& a/ ?! n, s$ P: M/ x, e我们先想一下现实生活中遇到的类似情况，看看我们是怎么处理的。假如我们现在正在听歌，突然门铃响了，我们怎么办呢?首先把歌暂停一下，也就是保存当前正在播放的状态。然后去开门看看是谁，忙完了，继续回来听歌。总结一下：突然情况发生时，保存当前状态，去处理突发事件，完成后，恢复保存的状态，继续进行。
; G% R% i, [0 K" z
而在ARM内核规定的异常处理流程也采用了类似的流程。

当异常产生时, ARM core:
' b6 M- ]7 ^% m4 [
拷贝 CPSR 到 SPSR_

0 w/ N0 P% R; X7 H7 P设置适当的 CPSR 位：
0 S: I! H( Y, c
2 ^# ]4 E* A' o) P# W9 z4 c) x3 d; e改变处理器状态进入ARM态

% q+ S* R' G7 @2 J; }" f& v改变处理器模式进入相应的异常模式

设置中断禁止位禁止相应中断 (如果需要)
+ [+ n8 w" G: J# b7 R
保存返回地址到 LR_
) z9 K4 {3 C4 f5 C, q2 K/ E' c* n
设置 PC 为相应的异常向量
4 B6 q* R  W" c0 `' I
( M; B# a' m; t6 ?$ Q7 Z返回时, 异常处理需要:

从 SPSR_恢复CPSR
& U# e/ c2 L* v) Q/ M# A  L
3 _5 d/ Q) i$ X& H& \8 e% q5 N从LR_恢复PC
) x5 m* h" {3 R& N+ H) D
( R, ?. v* f* T以上所有的操作都是在ARM态下进行的。大家看看这个流程是否符合我们从实际生活中所总结的流程。

异常发生时，ARM Core自动保存CPSR->SPSR(对应的异常模式下的SPSR寄存器)、保存返回地址->LR(对应的异常模式下的LR寄存器)，这些操作都是为了保存现场，以便将来返回。而设置CPSR则是为了处理异常。保存的返回地址则是异常发生前正在执行指令的下一条指令的地址，即此时的(pc-4)。
8 L+ b0 S1 I' T9 R- x$ A( T
; J; ^' G' z% R6 W' d5 s0 o6 l- D处理完成时，我们自己需要恢复CPSR、PC则是为了继续执行异常发生前的指令。

而ARM汇编中的跳转指令的执行也才用了同样的流程。大家有兴趣的话，可以自己编写代码调试，观察现象。
$ f6 _$ f/ W5 y4 G/ u

Cyberbot7

简单介绍完异常源和工作模式后，就分析一下异常处理流程

ESCAPE

突然情况发生时，保存当前状态，去处理突发事件，完成后，恢复保存的状态，继续进行
) j' H( w. g  |+ x  A5 r+ e$ M: y

Blah

异常发生时，ARM Core自动保存CPSR->SPSR(对应的异常模式下的SPSR寄存器)、保存返回地址->LR(对应的异常模式下的LR寄存器)，这些操作都是为了保存现场，以便将来返回
4 U3 o1 Q8 }/ ^6 K0 q

瞪郜望源_21

不错不错，写的很是专业和深度，内容全面丰富，很有指导和实用价值，学习下