在ARM体系结构中,异常中断用来处理软件中断、未定义指令陷阱及系统复位功能和外部事件,这些“不正常”事件都被划归“异常”,因为在处理器的控制机制中,它们都使用同样的流程进行异常处理。
ARM处理器对异常中断的响应过程如下
将CPSR的内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR中 设置当前状态寄存器CPSR中的相应位
将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新的异常工作模式的R14 给程序计数器(PC)强制赋值
每个异常模式对应有两个寄存器R13_、R14_分别保存相应模式下的堆栈指针、返回地址;堆栈指针可用来定义一个存储区域保存其它用户寄存器,这样异常处理程序就可以使用这些寄存器。 FIQ模式还有额外的专用寄存器R8_fiq~R12_fiq,使用这些寄存器可以加快快速中断的处理速度。
从异常中断处理程序中返回时,需要执行以下四个基本操作。
所有修改过的用户寄存器必须从处理程序的保护堆栈中恢复(即出栈)。
将SPSR_mode寄存器内容复制到CPSR中,使得CPSR从相应的SPSR中恢复,即恢复被中断的程序工作状态;
根据异常类型将PC变回到用户指令流中相应指令处 最后清除CPSR中的中断禁止标志位I/F。
中断向量表中指定了各异常中断与其处理程序的对应关系。
每个异常中断对应的中断向量表的4个字节的空间中存放一个跳转指令或者一个向PC寄存器中赋值的数据访问指令。
存储器的前8个字中除了地址0x00000014之外,全部被用作异常矢量地址。
当几个异常中断同时发生时,在ARM中通过给各异常中断赋予一定的优先级来实现处理次序。
参考文献:
孟祥莲.嵌入式系统原理及应用教程(第2版)[M].北京:清华大学出版社,2017.