在我們的工作中，偶爾使得ARM處理器進(jìn)入異常模式，那么進(jìn)入異常模式之后，ARM處理器是怎樣的呢，一起來看。關(guān)于“進(jìn)入異?！保涸诋惓０l(fā)生后，ARM7TDMI內(nèi)核會作以下工作：
1.在適當(dāng)?shù)腖R中保存下一條指令的地址，當(dāng)異常入口來自：
ARM狀態(tài)，那么ARM7TDMI將當(dāng)前指令地址加4或加8復(fù)制(取決于異常的類型)到LR中;
為Thumb狀態(tài)，那么ARM7TDMI將當(dāng)前指令地址加4或加8 (取決于異常的類型)復(fù)制到LR中;異常處理器程序不必確定狀態(tài)。
2.將CPSR復(fù)制到適當(dāng)?shù)腟PSR中;
3. 將CPSR模式位強(qiáng)制設(shè)置為與異常類型相對應(yīng)的值;
4.強(qiáng)制PC從相關(guān)的異常向量處取指。
ARM7TDMI內(nèi)核在中斷異常時置位中斷禁止標(biāo)志，這樣可以防止不受控制的異常嵌套。
注：異常總是在ARM狀態(tài)中進(jìn)行處理。當(dāng)處理器處于Thumb狀態(tài)時發(fā)生了異常，在異常向量地址裝入PC時，會自動切換到ARM狀態(tài)。
關(guān)于“退出異常”：當(dāng)異常結(jié)束時，異常處理程序必須：
1.將LR中的值減去偏移量后存入PC，偏移量根據(jù)異常的類型而有所不同;
2.將SPSR的值復(fù)制回CPSR;
3.清零在入口置位的中斷禁止標(biāo)志。
注：恢復(fù)CPSR的動作會將T、F和I位自動恢復(fù)為異常發(fā)生前的值。
下面利用，圖示來演示“進(jìn)入異?！边^程：
1. 程序在系統(tǒng)模式下運(yùn)行用戶程序，假定當(dāng)前處理器狀態(tài)為Thumb狀態(tài)、允許IRQ中斷;
2. 用戶程序運(yùn)行時發(fā)生IRQ中斷，硬件完成以下動作：
(1)將CPSR寄存器內(nèi)容存入IRQ模式的SPSR寄存器
(2)置位I位(禁止IRQ中斷)
(3)清零T位(進(jìn)入ARM狀態(tài))
(4)設(shè)置MOD位，切換處理器模式至IRQ模式
(5)將下一條指令的地址存入IRQ模式的LR寄存器
(6)將跳轉(zhuǎn)地址存入PC，實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)
圖示“退出異?！边^程：
在異常處理結(jié)束后，異常處理程序完成以下動作：
(1)將SPSR寄存器的值復(fù)制回CPSR寄存器;
(2)將LR寄存的值減去一個常量后復(fù)制到PC寄存器，跳轉(zhuǎn)到被中斷的用戶程序。
下面講講“快速中斷請求”：快速中斷請求(FIQ)適用于對一個突發(fā)事件的快速響應(yīng)，這得益于在ARM狀態(tài)中，快中斷模式有8個專用的寄存器可用來滿足寄存器保護(hù)的需要(這可以加速上下文切換的速度)。
不管異常入口是來自ARM狀態(tài)還是Thumb狀態(tài)，F(xiàn)IQ處理程序都會通過執(zhí)行下面的指令從中斷返回： SUBS PC，R14_fiq，#4
在一個特權(quán)模式中，可以通過置位CPSR中的F位來禁止FIQ異常。
關(guān)于“中斷請求”：中斷請求(IRQ)異常是一個由nIRQ輸入端的低電平所產(chǎn)生的正常中斷(在 具體的芯片中，nIRQ由片內(nèi)外設(shè)拉低，nIRQ是內(nèi)核的一個信號，對用戶不可見)。IRQ的優(yōu)先級 低于FIQ。對于FIQ序列它是被屏蔽的。任何時候在一個特權(quán)模式下，都可通過置位CPSR中的I 位來禁止IRQ。
不管異常入口是來自ARM狀態(tài)還是Thumb狀態(tài)，F(xiàn)IQ處理程序都會通過執(zhí)行下面的指令從中斷返回： SUBS PC，R14_fiq，#4
關(guān)于“中止”：中止發(fā)生在對存儲器的訪問不能完成時，中止包含兩種類型：
(1)預(yù)取中止：發(fā)生在指令預(yù)取過程中
(2)數(shù)據(jù)中止：發(fā)生在對數(shù)據(jù)訪問時
中止——預(yù)取指中止：當(dāng)發(fā)生預(yù)取中止時，ARM7TDMI內(nèi)核將預(yù)取的指令標(biāo)記為無效，但在指 令到達(dá)流水線的執(zhí)行階段時才進(jìn)入異常。如果指令在流水線中因為發(fā)生分支而沒有被執(zhí)行，中止將不會發(fā)生。在處理中止的原因之后，不管處于哪種處理器操作狀態(tài)，處理程序都會執(zhí)行下面的指令恢復(fù)PC和CPSR并重試被中止的指令： SUBS PC，R14_abt，#4
中止——數(shù)據(jù)中止：當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)中止后，根據(jù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)中止的指令類型作出不同的處理：
(1)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令(LDR、STR)回寫到被修改的基址寄存器。中止處理程序必須注意這一點;
(2)交換指令(SWP)中止好像沒有被執(zhí)行過一樣(中止必須發(fā)生在SWP指令進(jìn)行讀訪問時);
(3)塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令(LDM，STM)完成。 當(dāng)回寫被設(shè)置時，基址寄存器被更新。在指示出現(xiàn)中止后，ARM7TDMI內(nèi)核防止所有寄存器被覆蓋。這意味著ARM7TDMI內(nèi)核總是會保護(hù)被中止的LDM指令中的R15(總是最后一個被轉(zhuǎn)移的寄存器)。
在修復(fù)產(chǎn)生中止的原因后，不管處于哪種處理器操作狀態(tài)，處理程序都必須執(zhí)行下面的返回指令 ： SUBS PC，R14_abt，#8
關(guān)于“軟件中斷指令”：使用軟件中斷(SWI)指令可以進(jìn)入管理模式，通常用于請求一個特定的管理函數(shù)。SWI處理程序通過執(zhí)行下面的指令返回： MOVS PC，R14_svc
這個動作恢復(fù)了PC和CPSR并返回到SWI之后的指令。SWI處理程序讀取操作碼以提取SWI函數(shù)編號。
關(guān)于“未定義的指令”：當(dāng)ARM7TDMI處理器遇到一條自己和系統(tǒng)內(nèi)任何協(xié)處理器都無法處理的指令時，ARM7TDMI內(nèi)核執(zhí)行未定義指令陷阱。軟件可使用這一機(jī)制通過模擬未定義的協(xié)處理器指令來擴(kuò)展ARM指令集。
注：ARM7TDMI處理器完全遵循ARM結(jié)構(gòu)v4T，可以捕獲所有分類未被定義的指令位格式。在模擬處理了失敗的指令后，陷阱程序執(zhí)行下面的指令：MOVS PC，R14_svc
這個動作恢復(fù)了PC和CPSR并返回到未定義指令之后的指令。
關(guān)于“異常優(yōu)先級”：當(dāng)多個異常同時發(fā)生時，一個固定的優(yōu)先級系統(tǒng)決定它們被處理的順序：
注意：(1)未定義的指令和SWI異?；コ狻Ｒ驗橥粭l指令不能既是未定義的，又能產(chǎn)生有效的軟件中斷;
(2)當(dāng)FIQ使能，并且FIQ和數(shù)據(jù)中止異常同時發(fā)生時，ARM7TDMI內(nèi)核首先進(jìn)入數(shù)據(jù)中止處理程序，然后立即跳轉(zhuǎn)到FIQ向量。在FIQ處理結(jié)束后返回到數(shù)據(jù)中止處理程序。數(shù)據(jù)中止的優(yōu)先級必須高于FIQ以確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移錯誤不會被漏過。
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