ARM处理器：异常中断返回详解

"这篇文档介绍了在ARM架构中从异常中断处理程序返回的步骤，并概述了ARM处理器的不同版本和特性。" 在ARM体系结构中，异常中断处理程序的返回过程是关键的安全和性能环节。当处理器从异常模式回到用户模式时，需要遵循一系列精确的步骤以确保系统的正常运行： 1. **恢复用户寄存器**：处理程序执行完毕后，所有在异常发生时保存在保护堆栈中的用户寄存器必须恢复。这一操作通常涉及将寄存器从堆栈中弹出，确保程序的上下文得到正确恢复。 2. **复制SPSR到CPSR**：SPSR（ Saved Processor Status Register，保存的处理器状态寄存器）存储了异常发生时CPSR（Current Processor Status Register，当前处理器状态寄存器）的状态。在返回时，SPSR的内容会被复制到CPSR中，恢复中断前的程序工作状态。 3. **恢复PC值**：PC（Program Counter，程序计数器）的值不直接由LR（Link Register，链接寄存器）复位，而是根据异常类型恢复到中断前用户指令的正确位置。这确保程序能够从正确的点继续执行。 4. **清除中断禁止标志**：最后，CPSR中的中断禁止标志位I/F需要清除，这样中断就可以再次被处理器响应，系统恢复正常运行。 ARM架构经历了多个版本的发展，从早期的ARM1到最新的Cortex系列。每个版本都引入了新的特性和改进，例如： - **经典ARM处理器兼容性**：确保不同版本的ARM处理器之间应用的兼容性。 - **Thumb-2技术**：提供了更高效的16位编码，增加了代码密度。 - **TrustZone技术**：用于实现安全的应用，适用于版权管理、电子支付等领域。 - **浮点单元（FPU）**：支持浮点运算，包括VFPv3架构，加速了浮点和定点数据的处理。 - **Jazelle RCT和DBX技术**：优化了即时生产和编译的字节码语言，提升Java虚拟机的性能。 - **可配置L1高速缓存**：允许根据系统需求定制缓存大小，提高性能。 - **高性能AXI总线**：支持多事务并行，提供更高的内存带宽。 - **SMP架构**：支持多处理器并行，增强了多任务处理能力。 处理器的工作状态包括**ARM状态**（32位，执行32位ARM指令）和**Thumb状态**（16位，执行16位Thumb指令）。状态之间的切换通过`BX`指令实现，可以在不改变模式或寄存器内容的情况下进行。 了解这些基本操作和特性对于理解和调试基于ARM架构的系统至关重要，特别是在处理异常和中断时，以及优化性能和安全性方面。