ARM架构下的异常与中断处理

"ARM中异常中断处理" 在ARM体系结构中，异常中断处理是一个关键的系统功能，它确保了在程序遇到预期之外的情况时能够进行适当的响应。异常中断处理不仅涉及处理器内部的状态管理，还包括对不同类型中断的识别和响应。 1. 异常中断处理概述 - 在正常程序执行中，程序计数器（PC）会按顺序增加，每次执行ARM指令增加4个字节，执行Thumb指令增加2个字节。 - 跳转指令如B、BL、BX和BLX允许程序非顺序执行。BLX指令尤为特殊，因为它同时支持状态切换和子程序调用。 - 当异常中断发生时，系统会保存当前状态，然后跳转到对应的异常处理程序。处理完毕后，程序会恢复到中断点的下一条指令继续执行。 - 进入和退出异常处理程序时，需要保存和恢复程序执行现场，以保持程序的正确运行。 2. ARM体系中的异常中断种类 - **复位(RESET)**：在系统加电或复位时，处理器响应复位引脚的有效信号，执行复位异常处理程序。复位中断通常用于初始化系统。 - **数据访问中止(Data Abort)**：当尝试访问不存在或不允许访问的内存地址时，处理器触发此异常。 - **快速中断请求(FIQ)**：外部快速中断请求引脚有效且F控制位清零时，处理器响应FIQ，适用于需要快速响应的中断。 - **外部中断请求(IRQ)**：当外部中断请求引脚有效，且I控制位清零时，处理器执行IRQ处理，常用于服务来自多个外设的中断请求。 - **预取指令中止(Prefetch Abort)**：如果预取的指令存在访问问题，比如地址无效或禁止访问，处理器会在执行前中止，触发预取指令中止异常。 异常中断处理的流程通常包括以下几个步骤： 1. **异常中断的发生**：处理器检测到一个中断事件。 2. **异常向量地址计算**：根据异常类型，计算跳转到的异常处理程序地址。 3. **保存上下文**：处理器保存当前的寄存器状态，包括程序计数器（PC）和其他必要的状态信息。 4. **进入异常处理**：跳转到异常处理程序并执行相应的处理代码。 5. **异常处理**：处理程序执行错误恢复、服务请求或其他响应。 6. **返回主程序**：处理完成后，恢复保存的上下文，并跳转回中断点的下一条指令。 理解这些中断处理机制对于编写嵌入式系统的软件至关重要，因为它们允许开发者有效地管理和优先处理系统中的各种事件，确保系统的稳定性和实时性。