ARM处理器的异常处理机制

"这篇文档主要讨论了ARM架构下的异常处理机制，包括中断处理、软中断、其他异常处理，以及异常处理的流程、异常返回的方法和异常优先级。文档以ARM720T和ARM9/10家族设备为例，详细阐述了异常向量表的结构，并提供了异常处理的具体步骤和指令示例。" 在ARM处理器中，异常处理是系统对各种错误或特定事件的响应，例如中断、数据异常、预取异常等。异常处理的核心流程包括以下几个步骤： 1. **异常发生**：当一个异常发生时，CPU会保存当前程序状态寄存器（CPSR）到相应的特殊程序状态寄存器（SPSR），如SPSR_FIQ、SPSR_IRQ等，这取决于异常的类型。 2. **模式切换**：处理器会切换到相应的异常模式，比如中断服务模式（IRQ）、快速中断模式（FIQ）、数据访问异常模式等，并且将CPSR中的某些位进行设置，通常会进入ARM状态。 3. **中断禁止**：根据需要，CPU会设置中断禁止位，防止在处理异常期间被新的中断打断。 4. **保存返回地址**：返回地址（LR）会被保存到对应的LR寄存器，以便异常处理完成后恢复执行。 5. **跳转到异常向量表**：处理器的程序计数器（PC）会设置为异常向量表中的相应地址，开始执行异常处理程序。异常向量表通常位于0xFFFF0000地址，包含了不同异常类型的入口点。 异常返回时，处理流程的逆序执行，具体指令包括： - 对于SWI和未定义指令异常，使用`MOVS PC, LR`返回。 - FIQ、IRQ和预取异常则使用`SUBS PC, LR, #4`返回，因为这些异常处理会多执行一条指令。 - 数据异常返回时，由于需要处理更多上下文，使用`SUBS PC, LR, #8`，并可能使用`LDMFD SP!, {PC}^`来恢复堆栈并返回。 异常优先级和响应规则： - 异常响应是在当前指令执行完后进行，这意味着如果两个异常几乎同时发生，较高级别的异常会先被处理。 - 多个异常可以同时存在，但它们有固定的处理顺序，比如先处理FIQ，然后是IRQ，接着是数据和预取异常等。 理解ARM异常处理机制对于编写实时系统、驱动程序或嵌入式软件至关重要，因为它确保了系统能够正确响应并处理错误和外部事件。在设计和调试过程中，了解这些细节可以帮助优化系统的响应时间和稳定性。