ARM異常中斷處理及程序設(shè)計

1、5 29.20)3Neusott Institute of Information當(dāng)異常出現(xiàn)時，異常模式分組的R14和SPSR用于保存當(dāng) 前程序的位置和狀態(tài)，即R14_<exception mode> = return link SPSR_<exception_mode> = CPSRCPSR4:0 = exception mode numberCPSR 5= 0/* 在 ARM狀態(tài)執(zhí)行*/if <exception mode> = Reset or FIQ then CPSR 6 = 1/*禁止快速中斷*/* 否則 CPSR 6 不變*/CPSR 7 =

2、1/*禁止正常中斷*/PC = exception vector address當(dāng)處理異常返回時，將SPSR傳送到CPSR, R14傳送到PC。 這可用兩種方法完成，即 使用帶S位的數(shù)據(jù)處理指令，將PC作為目的寄存器； 使用帶恢復(fù)CPSR的多加裁指令。R14. und=address of next instruction after the undefined instructionSPSR_und二CPSRCPSRT4:0=0bll011 /*進入未定義模式*/ CPSR 5 =0 /*在ARM狀態(tài)執(zhí)行*/*CPSR6不變*/CPSR 7 =1 "禁止正常中斷檸 If high

3、vectors configured thenPC=0xFFFF0004ElsePC=0x00000004在仿真未定義指令后，使用下列指令返回，即 MOVS PC, R14上面的指令恢夏PC (從R14md)和CPSR (從SPSR.und),并返 回到未定義指令后鬲下一條指令。A(rt29.20!3Neusott Institute ol Information3.軟件中斷異常:中斷指令SWI (Software Interrupt Instruction) 嘉菇蟹待定的管理(操作系統(tǒng))函數(shù)。當(dāng)執(zhí)行R14_svc=address of next instruction after the S

4、WI instructionSPSR_svc=CPSRCPSRT4:0=0bl0011 /* 進入管理模式*/ CPSR 5 =0 /*在ARM狀態(tài)執(zhí)行*/CPSR 6不變*/ CPSR7=1 /*禁止正常中斷*/ If high vectors configured then PC=0xFFFF0008ElesPC=0x00000008ApN29.20!3Neusoft Institute of Information完成SWI操作后，使用下列指令恢復(fù)PC (從R14_svc)和CPSR (從SPSR_svc),并返 回到SWI看令后的下一條指令，即MOVS PC, R14Neusoft I

5、nstitute of Information存儲器系統(tǒng)發(fā)出存儲器中止(abort)信號。響 應(yīng)取指激活的中止標(biāo)記所取的指令無效。若處理器試圖執(zhí)行無效指令，則產(chǎn)生預(yù)取中止異常。若指令未執(zhí)行(例如，指令在流水線中發(fā)生了 轉(zhuǎn)移),則不發(fā)生預(yù)取中止。在ARMv5及以上版本 中，執(zhí)行BKPT指令也會產(chǎn)生預(yù)取中止異常。當(dāng)試圖執(zhí)行一條中止的指令時，將執(zhí)行下列操 作：ApN29.2013Neusoft Institute of InformationApN29.2OI3Neusoft Institute of InformationR14_abt=address of the aborted instruc

6、tion + 4 SPSR_abt=CPSRCPSR4:0=0bl0111 /* 進入中止模式*/CPSR5=0 /*在ARM狀態(tài)執(zhí)行*/* CPSR 6不變*/CPSR7=1 /*禁止正常中斷*/If high vectors configured thenPC=0xFFFF000CElsePC=OxOOOOOOOC確定中止原因后，使用下面指令從中止模式返回，即 SUBS PC, R14, #4上面的指令恢復(fù)氏(從RU.abt)和CPSR(從SPSR.abt),并返回 到中止的指令A(yù)pN 29.20)3Neusoft Institute of Information5數(shù)據(jù)中止（數(shù)據(jù)訪問存儲器

7、中止）存儲器系統(tǒng)發(fā)出存儲器中止信號。響應(yīng)數(shù)據(jù)訪問 （加載或存儲）激活的中止標(biāo)記數(shù)據(jù)為無效。在下面的任 何指令或異常改變cpu狀態(tài)之前，數(shù)據(jù)中止異常發(fā)生。執(zhí) 行下列操作：R14_abt=address of the aborted instruction + 8 SPSR_abt=CPSRCPSR4：0=0bl01U /*進入中止模式*/CPSR 5 =0 /*在ARM狀態(tài)執(zhí)行*/* CPSR 6不變*/CPSR 7=1 /*禁止正常中斷*/6 中斷請求(IRQ)異常通過處理器上的IRQ輸入引腳，由外部產(chǎn)生 IRQ異常。IRQ異常的優(yōu)先級比FIQ異常的低。當(dāng)進入 FIQ處理時，會屏蔽掉IRQ異常

8、。若CPSR的I位置為1,則禁止IRQ中斷。若I位 清零，則ARM在指令執(zhí)行完之前檢查IRQ輸入。只能在特權(quán)模式下改變I位，當(dāng)檢測到IRQ時， 執(zhí)行下列操作：ApN29.2013Neusoft Institute of Information7快速中斷請求(FIQ)異常通過處理器上的FIQ輸入引腳，由外部產(chǎn)生FIQ 異常。FIQ被設(shè)計成支持?jǐn)?shù)據(jù)傳送和通道處理，并有 足夠的私有(private)寄存器，從而在這樣的應(yīng)用中 可避免對寄存器保存的需求，減少了上下文切換的 總開銷。當(dāng)CPSR的F位置1時，禁止快速中斷。若F位清 零，則ARM在執(zhí)行指令時檢查FIQ輸入。只能在特權(quán) 模式下改變F位，當(dāng)檢測

9、到FIQ時，執(zhí)行下列操作，HApm 29.2013Neusoft Institute of Information異常優(yōu)先級優(yōu)先級異常1 （最高）復(fù)位2數(shù)據(jù)中止3FIQ4IRQ5預(yù)取中止6（最低）未定義指令、SWIApN29.20J3Neusoft Institute ol Information異常的返回如果在進入終端時使用了?？臻g來存儲普通寄 存器數(shù)據(jù)，則返回時需要重新加載這些數(shù)據(jù)。如，進入IRQ異常處理程序時保存返回地址及 寄存器R0R12:SUBR14,R14, #4STMFDSP!, R0-R12, R14則，返回時可使用指令:LDMFDSP!, R0-R12, PC以上指令從SP所

10、指堆棧空間中恢復(fù)R0R12寄存器數(shù)據(jù)，并將返回地址（原R14數(shù)據(jù)）賦予PC實現(xiàn) 返回，同時從SPSR.irq恢復(fù)狀態(tài)數(shù)據(jù)到CPSR寄存器。Apm 29.20)3Neusoft institute of Information6.2 ARM處理器異常向量表及加載程序設(shè)計 6.2.1異常向量表 1、分支指令構(gòu)成的異常向量表Bstart bootBundefined hand1erBSWI_handlerBprefetch handlerBabort handlerNOPBIRQ handlerBFIQ handler329.2093Neusoft Institute of Information

11、2、加載PC寄存器指令構(gòu)成的異常向量表（方式1）LDRPC, startbootLDRPC,LDRPC,LDRPC,undefined handlerSWI handlerprefetchabort handlerLDRLDRPC,二 IRQ handlerPC,= FIQ handlerLDRPC,=XOP329.2093Neusoft Institute of Information6.2.2在復(fù)位時使用匯編語言裝載向量表MOVADRLDMIA(8 words)STM IALDMIAaddressesSTMIAr& #0r9, Vector Init Blockr9!, r0-r7

12、 ;(opy the vectorsr8!, r0-r7r9!, r0-r7 ;Copy the 1)(1) edr8!, r0-r7Apm 29.20)3Neusoft Institute of Information方式1調(diào)用方法 void IRQhandler(void) IRQ異常處理程序void IRQInstall(void)unsigned *irqvec = (unsigned *)0x18;Install_Handler (unsigned) IRQ handler, irqvec); 一Apm 29.20)3Neusoft Institute of Information6.2.3使用C語言裝載向量表方式2unsigned InstallHandler (unsigned location, unsigned *vector) unsigned vec, oldvec;vec = (unsigned)location -(unsigned)vector - 0x8) | 0xe59ff00