嵌入式开发笔记（四） ARM异常处理

什么是异常？

（1）正常工作之外的流程都叫异常

（2）异常会打断正在执行的工作，并且一般我们希望异常处理完成后继续回来执行原  来的工作

（3）中断是异常的一种

 

知识点回顾：

ARM 有7个基本工作模式:

User : 非特权模式，大部分任务执行在这种模式

-----------------------------------------------------------------------------------------------

FIQ :   当一个高优先级（fast) 中断产生时将会进入这种模式

IRQ :   当一个低优先级（normal) 中断产生时将会进入这种模式

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

------------------------------------------------------------------------------------------------

System : 使用和User模式相同寄存器集的特权模式

小结：

（1）FIQ，IRQ，Supervisor，Abort ，Undef 五种都为异常模式。

    （2）同步  同步时钟  ，异步 靠中断（一种特殊的中断）来实现

 

1.异常向量表

1.1特点：

（1）所有的CPU都有异常向量表，这是CPU设计时就设定好的，是硬件决定 的。

（2）当异常发生时，CPU会自动动作（PC跳转到异常向量处处理异常，有时 伴有一些辅助动作）

（3）异常向量表是硬件向软件提供的处理异常的支持。

 

    1.2ARM的异常处理机制

 

 

1.21向量表：

 （1）复位异常                          0X00

 （2）未定义异常 0X04

 （3）软中断 0X08

 （4）Prefetch Abort （预取指异常） 0X0C

 （5）Data abort（数据访问异常） 0X10

 （6）Reserved（空） 0X14

 （7）IRQ (外部中断模式) 0X18

  (8) FRQ （快速中断模式） 0X1C

 

笔记：内存地址规划

1.22处理机制

1.23当异常产生时：ARM core:

 （1）拷贝 CPSR 到 SPSR_<mode>

 （2）设置适当的 CPSR 位：

          1.改变处理器状态进入 ARM 态

          2.改变处理器模式进入相应的异常模式

          3.设置中断禁止位禁止相应中断 (如果需要)

 （3）保存返回地址到 LR_<mode>

 （4）设置 PC 为相应的异常向量

1.24返回时, 异常处理需要:

         （1）从 SPSR_<mode>恢复CPSR

         （2）从LR_<mode>恢复PC

         （3）Note:这些操作只能在 ARM 态执行.

 

        1.25知识小结：

 

1.改变处理器状态进入 ARM 态

 

            T Bit

            仅ARM  xT架构支持

            T = 0: 处理器处于 ARM 状态

            T = 1: 处理器处于 Th

 

    2..改变处理器模式进入相应的异常模式

            Mode位：

                处理器模式位

3.设置中断禁止位禁止相应中断 (如果需要)

    中断禁止位：

            I  = 1: 禁止  IRQ.

            F = 1: 禁止  FIQ.

总结：

（1）异常处理中有一些是硬件自动做的，有一些是程序员需要自己做的。需要搞清楚 哪些是需要自己做的，才知道如何写代码。

（2）以上说的是CPU设计时提供的异常向量表，一般成为一级向量表。有些CPU为 了支持多个中断，还会提供二级中断向量表，处理思路类似于这里说的一级中断 向量表。