關(guān)于ARM核異常與中斷處理機(jī)制研究

　　在堆棧設(shè)計(jì)時(shí)，須確定2點(diǎn)：

　　位置

　　決定了在存儲(chǔ)器映射中，堆棧從何處開始。大多數(shù)基于ARM系統(tǒng)設(shè)計(jì)的堆棧是采用向下遞減式的，棧頂位于存儲(chǔ)器的高端地址。

　　堆棧大小

　　依賴于處理程序的類型-嵌套的還是非嵌套的。一個(gè)嵌套中斷處理程序需要更多的存儲(chǔ)器空間，因?yàn)槎褩㈦S中斷嵌套的深度而增加。

　　第一種方式A，說明了一個(gè)傳統(tǒng)的堆棧安排，中斷的堆棧位于代碼段之下。第二種方式B，中斷堆棧在用戶堆棧之上，位于存儲(chǔ)器的頂端。B優(yōu)于A之處是，B在堆棧溢出時(shí)不會(huì)破壞向量表，因此系統(tǒng)在確認(rèn)堆棧溢出后，還有機(jī)會(huì)糾正自己的錯(cuò)誤。每一種處理器模式都要建立一個(gè)堆棧，這是在處理器每次復(fù)位時(shí)完成的。因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)位是從管理模式開始的，所以不用再切換到管理模式，而其他模式堆棧的建立要切換到相應(yīng)模式。用于模式堆棧-通常是最后設(shè)置的，因?yàn)楫?dāng)處理器處于用戶模式時(shí)，沒有直接修改cpsr的方法。由于系統(tǒng)模式和用戶模式共享寄存器，所以可以強(qiáng)制處理器進(jìn)入系統(tǒng)模式來設(shè)置用戶模式堆棧。

　　七.中斷處理方法

　　1)非嵌套中斷處理

　　最簡單的中斷處理是非嵌套的：只有當(dāng)控制權(quán)回到被中斷的任務(wù)或過程時(shí)，才允許再次相應(yīng)中斷。由于一個(gè)非嵌套的中斷處理程序在一個(gè)時(shí)段內(nèi)只能為一個(gè)中斷處理程序服務(wù)，所以這種形式的中斷處理程序不適合需要為多個(gè)不同優(yōu)先級中斷服務(wù)的復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)。

　　2)嵌套中斷處理

　　在處理程序完成當(dāng)前中斷的服務(wù)前重新允許中斷，可以實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。嵌套的中斷處理程序入口代碼與簡單的非嵌套中斷處理程序類似。不同之處在于，在推出時(shí)，處理程序要測試被ISR更新過的一個(gè)標(biāo)志。這個(gè)標(biāo)志表明，是否需要做進(jìn)一步的處理，如果不要求更多的處理，那么這個(gè)中斷服務(wù)例程就完成了，處理程序也可以退出;如果需要進(jìn)一步處理，處理程序可能要采取若干措施：重新允許中斷，并/或執(zhí)行一次上下文切換。重新允許中斷包括把IRQ模式切換到SVC或系統(tǒng)模式。在IRQ模式下，不能簡單的允許中斷，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致鏈接寄存器r14_irq遭到破壞，特別是在執(zhí)行完BL后即發(fā)生一次中斷。執(zhí)行上下文切換包括復(fù)位(清空)IRQ堆棧，因?yàn)楫?dāng)IRQ堆棧中還有數(shù)據(jù)的時(shí)，處理程序不會(huì)執(zhí)行上下文切換。所有保存在IRQ堆棧的寄存器必須轉(zhuǎn)移到任務(wù)堆棧，典型地是放在管理模式堆棧上。然后，其余的寄存器也必須被保存到任務(wù)堆棧。在那里，他們會(huì)被轉(zhuǎn)移到堆棧中一個(gè)稱為堆棧幀的保留存儲(chǔ)塊上。

　　如下恢復(fù)現(xiàn)場的指令：

　　LDMFD R13!，(R0～R3，PC)^

　　這里，寄存器列表后(其中必須包括PC)的后面的“^”表示這是一條特殊形式的指令。在從存儲(chǔ)器裝入PC的同時(shí)，CPSR也得到恢復(fù)。