文章目录
1.两种流程处理
- 1.查询方式
- 特点：简单、但占用较多资源
- 2.中断方式
- 特点：负责、但占用资源少
- 常见的中断有（中断也是异常的一种）：
- 按键（外部中断）、定时器中断、网络数据
- 常见的异常有
- 指令异常、数据访问出错、Reset
2.中断处理过程
2.1 硬件初始化
- 设置中断源
- 设置中断控制器（屏蔽、优先级）
- 设置CPU总开关（使能中断）
2.2 执行程序
2.3 产生中断
- eg：
- CPU每执行完一条指令，都会检查有误异常（中断）产生
- 发现异常（中断）产生，开始处理
- 对于不同的异常，会跳去不同的地址（异常向量）执行程序
- 这些地址上，只是一条跳转指令（跳去执行其他函数）
2.4 执行中断
- 1.保存现场（各类寄存器）
- 2.中断处理
- 3.恢复现场
3.ARM的7种模式（Mode）
- 正常模式
-
User (usr): The normal ARM program execution state
- 用户模式（不可以直接进入其他模式）
-
System (sys): A privileged user mode for the operating system
- 系统模式
-
User (usr): The normal ARM program execution state
-
异常模式
-
FIQ (fiq): Designed to support a data transfer or channel process
- 快中断模式
-
IRQ (irq): Used for general-purpose interrupt handling
- 中断模式
-
Supervisor (svc): Protected mode for the operating system
- 管理模式
-
Abort mode (abt): Entered after a data or instruction prefetch abort
- 中止模式
-
Undefined (und): Entered when an undefined instruction is executed
- 未定义指令模式
-
FIQ (fiq): Designed to support a data transfer or channel process
-
除了用户模式以外的6中模式 成为特权模式（Privileged Mode），可以编程操作
CPSR（当前程序状态寄存器）直接进入其他模式 -
不同模式是为了更好的应对所对应的异常（差别在于：寄存器的资源）
banker register 为备份寄存器，可以成为专属寄存器，R13（SP栈指针）、R14（LR返回地址）
SPSR（保存程序状态寄存器）：用来保存“被中断模式的CPSR”，相当于CPSR的备份寄存器，eg：当正处于User Mode，发生中断，进入IRQ Mode，SPSR_irq就保存了User Mode那一时刻的CPSR
3.1 异常向量表
4.ARM的2种状态（State）
-
ARM State：
- 使用ARM指令集，占据4个字节
-
Thumb State：
- 使用Thumb指令集，占据2个字节
-
M0~M4：模式位 Mode bit （7种模式）
-
T：状态位 State bits（ARM or Thumb）
5.异常的处理流程
5.1 进入异常
- 进入异常时的动作（硬件部分实现）
- 1.异常模式下的LR存放 [被中断模式的下一条指令的地址]（PC+4/PC+8）
- 2.异常模式下的SPSR = CPSR
- 3.修改CPSR的[M4~M0]，进入异常模式
- 4.跳到向量表
5.2 退出异常
- 退出异常时的动作（硬件部分实现）
- 1.PC = 异常模式下的LR - Offest（offest根据下表来确定）\
- 2.CPSR = 异常模式下的SPSR（恢复CPSR）
- 3.清除中断标志位
6.程序以thumb指令集运行
6.1 gcc以thumb编译
-
thumb指令集编译、使得代码以thunb状态运行,在makefile中的gcc编译加上
-mthunb
arm-linux-gcc -mthumb -c -o $@ $<
6.2 如何从arm切换至thumb
- [x]在start.S中需要使用ARM指令集的用
.code 32指定，用thumb指令集的用.code 16指定
- 使用
BX指令（其是ARM指令系统中的带状态切换跳转指令），BX命令后面的那个值如果最低位为1的话，则切换到thumb指令
.code 32
/*..............*/
/* 从ARM State 切换到Thumb State*/
adr r0,thumb_func
add r0,r0,#1 /*bit0 = 1时,bx就会切换CPU状态至thumb state*/
bx r0
.code 16
thumb_func:
/*..............*/
6.3 注意
- 对于thumb指令，不能向PC直接赋值
- eg:
ldr pc, =main（这样不行），需要先把值赋值寄存器，再把寄存器赋值给PC
- eg:
gcc disable built-in memcpy
- 当使用thumb编译时，gcc会调用memcy，我们可以把变量改成static（存放在data段），这样就不会让gcc去调用了