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。
- f4 y) \. Z4 G$ p# v( p5 R
- l0 J. R/ V" `5 T( a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。

在Coterx-A系列之前的ARM处理器，一共有个基本工作模式：

4 J! {: G; V4 T! c9 nUser : 非特权模式，大部分任务执行在这种模式;

4 h! f* I8 b2 x1 iFIQ : 当一个高优先级(fast) 中断产生时将会进入这种模式;

3 j* z% e' w9 v2 t) i4 C# Y# oIRQ : 当一个低优先级(normal) 中断产生时将会进入这种模式;
8 T; i/ {2 R5 h' a" Z) n
5 \) p5 C8 [. E) _! \Supervisor :当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式;

9 p3 Y' W  ^6 U8 q8 ~9 |8 rAbort : 当存取异常时将会进入这种模式;
/ F1 ?0 S8 Y( `0 q% _: D2 [
Undef : 当执行未定义指令时会进入这种模式;

! H2 r& A) X: BSystem : 使用和User模式相同寄存器集的特权模式;
* {0 Q, V& O  M4 {. ]( e% N2 o
- f* P+ H) e6 n& x: H8 h* G而Coterx-A系列处理器则多了一种工作模式：
4 S7 s% w2 f$ s
Monitor : 是为了安全而扩展出的用于执行安全监控代码的模式;
: P) `! t" `) C( u
3 Y+ K; V# A6 _, P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。

( q, q9 e9 E, l, k/ N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。
" \) U+ C  x! V' \6 G1 X4 f
# Q, m% t. Q! c; P7 k+ W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:
7 T2 \. C- r8 t8 N/ Y
  ?: j3 b/ b* f% V% Q! _, i0 x# u拷贝 CPSR 到 SPSR_

! c0 X, {# W! `: Q+ t设置适当的 CPSR 位：
% e, }2 t6 o" v
改变处理器状态进入ARM态

& k0 o8 U  v8 i) n/ s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)
1 C3 H4 \/ Q+ J4 r
+ C0 Z7 [- i- [% D; l# H保存返回地址到 LR_
+ B: |7 c, q" [
设置 PC 为相应的异常向量
  d4 i0 L& q. E, z2 S6 y
$ s" t8 r" s+ C4 L) v7 u返回时, 异常处理需要:
! N' T% x/ G, H1 ]( U  A6 v
从 SPSR_恢复CPSR
6 s  O$ U9 A: d2 k. Z/ ]2 n6 |
从LR_恢复PC
& m/ z0 w: r8 _9 n9 x
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。
( o( ?0 i; H5 x9 R; d
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)。

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。
& o! n$ O# g0 T+ U
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。
$ @0 Z% p. `- n$ C7 @

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
9 Q, \0 M0 ^+ d8 R" N3 ~

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

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

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