系统学习ARM之六 --异常处理

一、简介：

异常：

    是一种突发情况。异常发生后，处理器要进行相应的处理（异常处理），切换到对应的异常工作模式。

二、四大步三小步：（异常处理的硬件完成的事项）

    （1）拷贝 CPSR 到 SPSR_<mode>

    （2）设置适当的 CPSR 位：

        ①改变处理器状态进入 ARM 状态  

        ②改变处理器模式进入相应的异常模式

        ③设置中断禁止位禁止相应中断 (如果需要)

    （3）保存返回地址到 LR_<mode>

    （4）设置 PC 为相应的异常向量

三、异常处理的返回： --通过异常返回指令

1. 要做的：

• 从 SPSR_<mode>恢复CPSR
• 从LR_<mode>恢复PC

2. 返回的具体实现指令：

    ①第一种方式：指令带 “S” 后缀 + PC做为目的寄存器

        movs  pc,lr

    ②第二种方式：如果 lr之前被压栈的话使用LDM  +“ ^”

        ldmfd sp!,{ pc }^

注意：有些异常处理返回值需要修正lr寄存器

    所有从异常返回的情况：

    a、从SWI 和Undef 异常返回：

        movs  pc,lr

    b、从FIQ, IRQ 和 预取异常(Prefect Abort)返回：

        SUBS pc,lr,#4      ==     @ pc = lr -4 和 cpsr = spsr 两句

    c、从数据异常( Data Abort)返回：

        SUBS pc,lr,#8

    d、如果LR之前被压栈的话：

        MOVS pc,lr

四、异常源处理优先级表：

1. 表：

    Reset                最高

    Data Abort        //数据存取异常

    FIQ

    IRQ

    Prefetch Abort

    SWI

    Undefined instruction

2. 向量表指令：

    ①异常向量表：放的是不同异常源的处理地址。

    ②异常向量表指令：

         LDR PC, [PC, #+0xFF0]     可寻址±4k

         MOV PC, #0x30000000      立即数

         B IRQ_handler           可寻址±32M

五、中断控制器：

1. 为什么会有中断控制器？：

     ARM内核（小核）只有两个中断源，用中断控制器来扩展中断源

2. 中断控制器要实现的功能 / 中断控制器的作用：

1. 择优----(优先级)
2. 跳转到对应的中断处理函数
3. 选择处理该中断源的cpu

六、FIQ 比 IRQ快的原因：

1. fiq 比 irq 的优先级高
2. FIQ 向量位于向量表的最末端，异常处理不需要跳转
3. FIQ 比 IRQ 多5个私有的寄存器（r8-r12），在中断操作时，压栈出栈操作的少。