ARM 中斷處理過程
每一種運行模式下又都有一個專用的物理狀態寄存器,稱為SPSR(Saved Program Status Register,備份的程序狀態寄存器),當異常發生時,SPSR用于保存CPSR的當前值,從異常退出時則可由SPSR來恢復CPSR。
由于用戶模式和系統模式不屬于異常模式,他們沒有SPSR,當在這兩種模式下訪問SPSR,結果是未知的
當中斷產生的時候,把CPSR保存在SPSR是自動完成的。
對異常的響應
當一個異常出現以后,ARM微處理器會執行以下幾步操作:(自動處理的)1、將下一條指令的地址存入相應連接寄存器LR,以便程序在處理異常返回時能從正確的位置重新開始執行。若異常是從ARM狀態進入,LR寄存器中保存的是下一條指令的地址(當前PC+4或PC+8,與異常的類型有關);若異常是從Thumb狀態進入,則在LR寄存器中保存當前PC的偏移量,這樣,異常處理程序就不需要確定異常是從何種狀態進入的。例如:在軟件中斷異常SWI,指令MOV PC,R14_svc總是返回到下一條指令,不管SWI是在ARM狀態執行,還是在Thumb狀態執行。
2、將CPSR復制到相應的SPSR中。
3、根據異常類型,強制設置CPSR的運行模式位。
4、強制PC從相關的異常向量地址取下一條指令執行,從而跳轉到相應的異常處理程序處。
還可以設置中斷禁止位,以禁止中斷發生。
如果異常發生時,處理器處于Thumb狀態,則當異常向量地址加載入PC時,處理器自動切換到ARM狀態
從異常返回(手動處理的)
異常處理完畢之后,ARM微處理器會執行以下幾步操作從異常返回:1、將連接寄存器LR的值減去相應的偏移量后送到PC中。
2、將SPSR復制回CPSR中。
3、若在進入異常處理時設置了中斷禁止位,要在此清除。
可以認為應用程序總是從復位異常處理程序開始執行的,因此復位異常處理程序不需要返回。
幾種CPU工作模式
用戶模式(User,usr) | 正常程序執行的模式 |
快速中斷模式(FIQ,fiq) | 用于高速數據傳輸和通道處理 |
外部中斷模式(IRQ,irq) | 用戶通常的中斷使用 |
特權模式(Supervisor,sve) | 供操作系統使用的一種保護模式 |
數據訪問中止模式(Abort,abt) | 用于虛擬存儲及存儲保護 |
未定義指令中止模式(Undefin- ed,und) | 用于支持通過軟件仿真硬件的協處理器 |
系統模式(System,sys) | 用于運行特權級的操作系統任務 |
除用戶模式外都是特權模式(任意地進行處理器模式的切換)。。
除用戶模式和系統模式外都是異常模式。
對不同的中斷模式都有獨立的堆棧和獨立的堆棧指針(SP)和(LR)
從SWI和Undef異常返回時使用
movs pc,LR
從FIQ,IRQ和預取終止返回時使用
SUBS PC, LR, #4
從數據異常返回時使用
SUBS PC, LR, #8
在使用上述指令異常返回時,如果LR之前被壓棧的話使用LDM
LDMFD SP! {PC}^
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