ARM 中断处理过程

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1.寄存器R16用作CPSR(Current Program Status Register,当前程序状态寄存器)CPSR可在任何运行模式下被访问,它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位,以及其他一些相关的控制和状态位。

每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器,称为SPSR(Saved Program Status Register,备份的程序状态寄存器),当异常发生时,SPSR用于保存CPSR的当前值,从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR。

由于用户模式和系统模式不属于异常模式,他们没有SPSR,当在这两种模式下访问SPSR,结果是未知的

   当中断产生的时候,把CPSR保存在SPSR是自动完成的。

 

对异常的响应

当一个异常出现以后,微处理器会执行以下几步操作:自动处理的

1、将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR,以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。若异常是从状态进入,LR寄存器中保存的是下一条指令的地址(当前PC+4或PC+8,与异常的类型有关);若异常是从Thumb状态进入,则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量,这样,异常处理程序就不需要确定异常是从何种状态进入的。示例:在软件中断异常SWI,指令MOV PC,R14_svc总是返回到下一条指令,不管SWI是在状态执行,还是在Thumb状态执行。

2、将CPSR复制到相应的SPSR中。

3、根据异常类型,强制设置CPSR的运行模式位。

4、强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行,从而跳转到相应的异常处理程序处。

还可以设置中断禁止位,以禁止中断发生。

如果异常发生时,处理器处于Thumb状态,则当异常向量地址加载入PC时,处理器自动切换到状态

 

从异常返回 (手动处理的)

异常处理完毕之后,微处理器会执行以下几步操作从异常返回:

1、将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。

2、将SPSR复制回CPSR中。

3、若在进入异常处理时设置了中断禁止位,要在此清除。

可以认为应用程序总是从复位异常处理程序开始执行的,因此复位异常处理程序不需要返回。

 

 

 

                                 几种CPU工作模式

 

用户模式(User,usr)

正常程序执行的模式

快速中断模式(FIQ,fiq)

用于高速数据传输和通道处理

外部中断模式(IRQ,irq)

用户通常的中断使用

特权模式(Supervisor,sve)

供操作系统使用的一种保护模式

数据访问中止模式(Abort,abt)

用于虚拟存储及存储保护

未定义指令中止模式(Undefin- ed,und)

用于支持通过软件仿真硬件的协处理器

系统模式(System,sys)

用于运行特权级的操作系统任务

 

除用户模式外都是特权模式(任意地进行处理器模式的切换)。。

除用户模式和系统模式外都是异常模式

 

对不同的中断模式都有独立的堆栈和独立的堆栈指针(SP)和(LR)

 

 

从SWI和Undef异常返回时使用
movs pc,LR

 

从FIQ,IRQ和预取终止返回时使用
SUBS PC, LR, #4

 

从数据异常返回时使用
SUBS PC, LR, #8

 

在使用上述指令异常返回时,如果LR之前被压栈的话使用LDM
LDMFD SP! {PC}^