關于ARM核異常與中斷處理機制研究

一.ARM處理器異常及其對應的模式

　　當一個異常發(fā)生時，ARM處理器總是切換到ARM狀態(tài)(即非Thumb狀態(tài))。Thumb指令集沒有包含進行異常處理時需要的一些指令，因此在異常中斷時，還是要使用ARM指令。

　　每種異常都導致內(nèi)核進入一種特定的模式。此外，可以通過修改cpsr，進入任何ARM處理器模式。用戶和系統(tǒng)模式是僅有的可不通過相應異常進入的2中模式。

　　當一個異常導致模式的改變時，內(nèi)核自動的：

　　把cpsr保存到相應異常模式下的spsr

　　把pc保存到相應模式下的lr

　　設置cpsr為相應異常模式

　　設置pc為相應異常處理程序的入口地址

　　二.向量表

　　異常發(fā)生時，ARM跳轉(zhuǎn)地址組成的表。

　　三.異常優(yōu)先級

　　復位異常是優(yōu)先級最高的異常，一旦復位異常產(chǎn)生，總是會發(fā)生復位異常。注意：當一條不屬于ARM或Thumb指令集的指令到達流水線的執(zhí)行階段時，若此時沒有其它異常發(fā)生，就會產(chǎn)生未定義指令異常。ARM處理器會“詢問”協(xié)處理器，看它能否將其作為一條協(xié)處理器指令來處理。由于協(xié)處理器在流水線之后，所以指令確認可以在內(nèi)核的執(zhí)行階段進行。如果這條指令不屬于任何一個協(xié)處理器，則會產(chǎn)生未定義指令異常。

　　四.中斷

　　中斷延時是指：從外部請求信號發(fā)出到取出對應的中斷服務程序(ISR)的第一條指令，這期間的間隔時間。

　　五.中斷源及其識別方法

　　S3C2440A有60個中斷源，IRQ有兩種中斷識別方法：向量中斷和非向量中斷。FIQ只有非向量中斷。在IRQ各個中斷源中的某一個中斷源的中斷請求被響應時，CPU轉(zhuǎn)至0x18處自動加載一條轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)至相應中斷源的固定中斷向量處。IRQ各個中斷源的向量地址是固定的，每個占用一個字單元。IRQ各個中斷源若采用非向量中斷，任意一個中斷源發(fā)出中斷請求，都認為發(fā)生了IRQ中斷請求，并自動轉(zhuǎn)入IRQ中斷服務程序執(zhí)行。IRQ中斷服務程序主要功能是將軟件設定的中斷向量表中相應的中斷源服務程序入口地址送給PC，并轉(zhuǎn)其執(zhí)行。在非向量中斷模式下，一般在IRQ處放置一條轉(zhuǎn)移指令：B IsrIRQ 。其中，IsrIRQ為所有IRQ中斷服務程序的總入口地址，也是非向量中斷模式的中斷源判別及散轉(zhuǎn)程序。

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