ARM异常中断处理详解：种类、向量与返回机制

嵌入式系统中的异常中断处理是ARM架构设计中关键的一部分，它允许系统在遇到非预期或突发情况时进行灵活的控制流程转换。在ARM体系中，异常中断处理主要分为三个阶段：异常中断的发生、处理和返回。 1. **异常中断发生**: - 当处理器执行过程中遇到异常情况，如硬件故障、软件错误或用户请求，系统会自动从正常的顺序执行切换到异常中断模式。 - 异常中断分为多种类型，包括处理器模式切换中断（如上下文切换）、硬件故障中断（如内存访问异常）、软件中断（如系统调用）和预取中止异常中断。 - 异常中断向量表位于内存低端，每个中断都有一个4字节的向量，包含了跳转指令或用于定位处理程序的地址。 2. **异常中断向量表与优先级**: - 向量表布局为32个字节，每个中断占用4字节，预留空间是为了便于管理。 - 按照中断优先级排序，处理器会优先处理高优先级中断。 - 指令预取中止和软件中断虽由同一指令触发，但不能同时存在。 3. **异常中断处理过程**: - 处理器首先保存当前状态、中断屏蔽位和标志，以保持程序一致性。 - 然后，根据中断类型设置CPSR（程序状态寄存器），选择适当的执行模式并可能关闭某些中断源。 - 将连接寄存器lr_mode设置为返回地址，PC（程序计数器）指向异常中断向量地址，开始执行处理程序。 4. **异常中断返回**: - 返回到正常执行时，处理程序需要恢复被中断前的状态，CPSR应等于中断发生时的SPSR（存储保护状态寄存器）值。 - 如果是SWI（快速系统调用）或未定义指令异常，由于执行时PC的值未更新，处理程序会将PC减4后的值（指向异常后的第一条指令）写回lr_mode，然后返回到异常指令的下一条指令继续执行。 总结来说，ARM嵌入式系统中的异常中断处理是确保系统稳定性和灵活性的重要机制，它涉及中断类型的识别、处理流程的切换、状态保存与恢复以及异常返回的精确管理。理解并掌握这一概念对于编写高效且健壮的嵌入式代码至关重要。