ARM异常中断处理详解：机制、种类与执行流程

本文档深入探讨了ARM体系中的异常中断处理机制。首先，介绍了ARM架构下程序执行的基本流程：无论是ARM指令还是Thumb指令，每条指令执行完毕，程序计数器PC的值都会相应增加。程序通过跳转指令，如B、BL、BX和BLX进行控制流转移，其中BLX提供了一体化的功能，包括跳转、保存返回地址和状态切换。 异常中断是ARM体系中的关键部分，它允许处理器在遇到非预期事件时中断正常的执行流程。当异常中断发生时，程序会暂停当前指令的执行，转向专门的异常处理程序。这种处理包括保存中断前的现场信息，如程序状态和寄存器值，以便后续能够恢复正确的执行环境。常见的异常中断类型包括： 1. 复位(RESET): 当处理器的复位引脚被触发，如系统启动或软复位时，程序会跳转到复位异常中断处理程序。 2. 数据访问中止(DataAbort): 如果数据访问指令的目标地址无效或无权访问，会导致数据访问中止异常，中断程序执行。 3. 快速中断请求(FIQ): 外部快速中断请求引脚有效且F控制位未被设置时，处理器会响应FIQ异常中断，常用于处理实时性要求高的任务。 4. 外部中断请求(IRQ): 外部设备通过中断请求线发送信号时，只要I控制位未被清除，处理器就会处理IRQ异常中断，通常用于管理外设通信。 5. 预取指令中止(PrefetchAbort): 预取指令时遇到无效地址或权限问题，会导致预取指令中止异常。 异常中断处理程序执行完毕后，会返回到引发中断的指令之后继续执行，以确保程序的连续性和完整性。理解并掌握ARM的异常中断机制对于编写稳定、高效的嵌入式系统程序至关重要。在实际应用中，程序员需要根据具体需求配置中断优先级和处理策略，以优化系统性能和响应速度。