ARM嵌入式系统异常处理与复位解析

"该资源是重庆交通大学私人整理的ARM嵌入式系统基础复习资料，主要涵盖基本的理论和解析题，适用于学习ARM架构和嵌入式系统的初学者。" 在ARM嵌入式系统中，异常中断是处理器响应不同事件的方式，它们包括： 1. 复位异常：这是最高优先级的异常，当系统启动或复位时发生，用于初始化系统。 2. 数据中止异常：通常由于数据访问时的地址错误或保护错误引起。 3. FIQ（快速中断请求异常）：用于高速数据传输或其他需要快速响应的事件。 4. IRQ（中断请求异常）：常规的中断服务，优先级低于FIQ。 5. 预取指中止异常：在指令预取阶段遇到的错误，如页面未命中或非法地址。 6. 未定义的指令异常：执行了处理器不识别的指令。 7. SWI（软件中断异常）：由软件生成，用于实现操作系统调用或陷阱。 当处理器进入异常时，会按照一定的步骤操作，例如： - 在链接寄存器LR中保存下一条要执行的指令地址。 - 将当前程序状态寄存器CPSR的内容复制到相应的特殊程序状态寄存器SPSR。 - 根据异常类型，强制CPSR进入特定的处理器模式，如管理模式。 - 强制PC指向异常处理程序的地址，开始执行。 - 异常结束时，异常处理程序会更新PC，通常是将LR减去偏移量后的内容放入PC，然后恢复SPSR到CPSR，最后退出异常处理。 CPSR（Current Program Status Register）是ARM处理器中的关键寄存器，它包含以下部分： - N：负标志位，表示运算结果的符号。 - Z：零标志位，若结果为0，则被置位。 - C：进位标志位，记录无符号加法和减法的溢出情况，以及循环移位。 - V：溢出标志位，记录有符号运算的溢出。 - I和F：分别控制IRQ和FIQ中断，置位时禁止相应中断。 - T：控制位，决定处理器运行在ARM还是Thumb状态。 - M0~M4：模式控制位，定义了处理器的七种工作模式，如用户模式、系统模式等。 在ARM指令集中，B、BL和BX指令各有其用途： - B指令：无条件分支，用于改变程序流程，跳转到指定的标号位置。 - BL指令：带链接的分支，除了跳转外，还会在LR中保存当前的PC值，便于返回原执行点。 - BX指令：带状态切换的分支，不仅可以跳转，还能切换处理器状态，比如从用户模式切换到其他模式。 这些基础知识对于理解和开发基于ARM的嵌入式系统至关重要，包括异常处理、中断管理、程序控制以及存储器管理等方面。通过深入理解这些概念，开发者可以更有效地编写和调试嵌入式代码。