公告

这是一个学习的园地，所列文章仅用于学术目的，未经许可，不得用于商业目的。

ARM异常的具体描述

FIQ（Fast Interrupt Request）

FIQ异常是为了支持数据传输或者通道处理而设计的。在ARM状态下，系统有足够的私有寄存器，从而可以避免对寄存器保存的需求，并减小了系统上下文切换的开销。

若将CPSR的F位置为1，则会禁止FIQ中断，若将CPSR的F位清零，处理器会在指令执行时检查FIQ的输入。注意只有在特权模式下才能改变F位的状态。

可由外部通过对处理器上的nFIQ引脚输入低电平产生FIQ。不管是在ARM状态还是在Thumb状态下进入FIQ模式，FIQ处理程序均会执行以下指令从FIQ模式返回：

SUBS PC,R14_fiq ,#4

该指令将寄存器 R14_fiq 的值减去 4 后，复制到程序计数器 PC 中，从而实现从异常处理程序中的返回，同时将 SPSR_mode 寄存器的内容复制到当前程序状态寄存器 CPSR 中。

IRQ（Interrupt Request）

IRQ异常属于正常的中断请求，可通过对处理器的nIRQ引脚输入低电平产生，IRQ的优先级低于FIQ，当程序执行进入FIQ异常时，IRQ可能被屏蔽。

若将CPSR的I位置为1，则会禁止IRQ中断，若将CPSR的I位清零，处理器会在指令执行完之前检查IRQ的输入。注意只有在特权模式下才能改变I位的状态。

不管是在ARM状态还是在Thumb状态下进入IRQ模式，IRQ处理程序均会执行以下指令从IRQ模式返回：

SUBS PC , R14_irq , #4

该指令将寄存器 R14_irq 的值减去 4 后，复制到程序计数器 PC 中，从而实现从异常处理程序中的返回，同时将 SPSR_mode 寄存器的内容复制到当前程序状态寄存器 CPSR 中。

ABORT（中止）

产生中止异常意味着对存储器的访问失败。ARM微处理器在存储器访问周期内检查是否发生中止异常。

中止异常包括两种类型：

─ 指令预取中止：发生在指令预取时。

─ 数据中止：发生在数据访问时。

当指令预取访问存储器失败时，存储器系统向ARM处理器发出存储器中止（Abort）信号，预取的指令被记为无效，但只有当处理器试图执行无效指令时，指令预取中止异常才会发生，如果指令未被执行，例如在指令流水线中发生了跳转，则预取指令中止不会发生。

若数据中止发生，系统的响应与指令的类型有关。

当确定了中止的原因后，Abort处理程序均会执行以下指令从中止模式返回，无论是在ARM状态还是Thumb状态：

SUBS PC, R14_abt, #4 ；指令预取中止

SUBS PC, R14_abt, #8 ；数据中止

以上指令恢复PC（从R14_abt）和CPSR（从SPSR_abt）的值，并重新执行中止的指令。

Software Interruupt(软件中断)

软件中断指令（SWI）用于进入管理模式，常用于请求执行特定的管理功能。软件中断处理程序执行以下指令从SWI模式返回，无论是在ARM状态还是Thumb状态：

MOV PC , R14_svc

以上指令恢复PC（从R14_svc）和CPSR（从SPSR_svc）的值，并返回到SWI的下一条指令。

Undefined Instruction(未定义指令)

当ARM处理器遇到不能处理的指令时，会产生未定义指令异常。采用这种机制，可以通过软件仿真扩展ARM或Thumb指令集。

在仿真未定义指令后，处理器执行以下程序返回，无论是在ARM状态还是Thumb状态：

MOVS PC, R14_und

以上指令恢复PC（从R14_und）和CPSR（从SPSR_und）的值，并返回到未定义指令后的下一条指令。