對ARM異常（Exceptions）的理解 1 ．對 ARM 異常（ Exceptions ）的理解 所有的系統(tǒng)引導程序前面中會有一段類似的代碼，如下：

.globl _start??????????????????? ；系統(tǒng)復位位置 _start: b?????? reset??????????? ；各個異常向量對應的跳轉(zhuǎn)代碼 ??????? ldr???? pc, _undefined_instruction ；未定義的指令異常 ??????? ldr???? pc, _software_interrupt???? ；軟件中斷異常 ??????? ldr???? pc, _prefetch_abort????????? ；內(nèi)存操作異常 ??????? ldr???? pc, _data_abort?????????????? ；數(shù)據(jù)異常 ??????? ldr???? pc, _not_used????????????????? ；未使用 ??????? ldr???? pc, _irq?????????????????????? ；慢速中斷異常 ??????? ldr???? pc, _fiq?????????????????????? ；快速中斷異常

從中我們可以看出， ARM 支持 7 種異常。問題時發(fā)生了異常后 ARM 是如何響應的呢？第一個復位異常很好理解，它放在 0x0 的位置，一上電就執(zhí)行它，而且我們的程序總是從復位異常處理程序開始執(zhí)行的，因此復位異常處理程序不需要返回。那么怎么會執(zhí)行到后面幾個異常處理函數(shù)呢？ 看看書后，明白了 ARM 對異常的響應過程，于是就能夠回答以前的這個疑問。 當一個異常出現(xiàn)以后， ARM 會自動執(zhí)行以下幾個步驟： （ 1 ）把下一條指令的地址放到連接寄存器 LR( 通常是 R14) ，這樣就能夠在處理異常返回時從正確的位置繼續(xù)執(zhí)行。 （ 2 ）將相應的 CPSR( 當前程序狀態(tài)寄存器 ) 復制到 SPSR （備份的程序狀態(tài)寄存器）中。從異常退出的時候，就可以由 SPSR 來恢復 CPSR 。 (3) 根據(jù)異常類型，強制設(shè)置 CPSR 的運行模式位。 （ 4 ）強制 PC （程序計數(shù)器）從相關(guān)異常向量地址取出下一條指令執(zhí)行，從而跳轉(zhuǎn)到相應的異常處理程序中。 至于這些異常類型各代表什么，我也沒有深究。因為平常就關(guān)心 reset 了，也沒有必要弄清楚。 ARM 規(guī)定了異常向量的地址： ?? b?????? reset??????????? ； 復位 0x0 ldr?pc, _undefined_instruction ；未定義的指令異常 0x4 ?????? ldr???? pc, _software_interrupt???? ；軟件中斷異常??? 0x8 ?????? ldr???? pc, _prefetch_abort????????? ；預取指令??? 0xc ?????? ldr???? pc, _data_abort?????????????? ；數(shù)據(jù)??????? 0x10 ?????? ldr???? pc, _not_used????????????????? ；未使用????? 0x14 ?????? ldr???? pc, _irq?????????????????????? ；慢速中斷異常?? 0x18 ?? ???? ldr?? pc, _fiq?????????????????????? ；快速中斷異常??? 0x1c 這樣理解這段代碼就非常簡單了。碰到異常時，PC會被強制設(shè)置為對應的異常向量，從而跳轉(zhuǎn)到相應的處理程序，然后再返回到主程序繼續(xù)執(zhí)行。 這些引導程序的中斷向量，是僅供引導程序自己使用的，一旦引導程序引導Linux內(nèi)核完畢后，會使用自己的中斷向量。 嗬嗬，這又有問題了。比如，ARM發(fā)生中斷(irq)的時候，總是會跑到0x18上執(zhí)行啊。那Linux內(nèi)核又怎么能使用自己的中斷向量呢？原因在于Linux內(nèi)核采用頁式存儲管理。開通MMU的頁面映射以后，CPU所發(fā)出的地址就是虛擬地址而不是物理地址 。就Linux內(nèi)核而言，虛擬地址0x18經(jīng)過映射以后的物理地址就是0xc000 0018。所以Linux把中斷向量放到0xc000 0018就可以了。 另外，說一下MMU。說句實話，還不是很明白這個MMU機理。 ? (1 ）安全性：規(guī)定訪問權(quán)限 ?(2) 提供地址空間：把不連續(xù)的空間轉(zhuǎn)換成連續(xù)的。 第2點是不是實現(xiàn)頁式存儲的意思？ 2005 年6月9日 晚 補充一下：? 05/06/14

.globl _start ；系統(tǒng)復位位置
_start: b reset ；各個異常向量對應的跳轉(zhuǎn)代碼
ldr pc, _undefined_instruction ；未定義的指令異常

……

_undefined_instruction :
.word undefined_instruction

也許有人會有疑問，同樣是跳轉(zhuǎn)指令，為什么第一句用的是 b reset；
而后面的幾個都是用ldr？

為了理解這個問題，我們以未定義的指令異常為例。

當發(fā)生了這個異常后，CPU總是跳轉(zhuǎn)到0x4，這個地址是虛擬地址，它映射到哪個物理地址
取決于具體的映射。
ldr pc, _undefined_instruction
相對尋址，跳轉(zhuǎn)到標號_undefined_instruction，然而真正的跳轉(zhuǎn)地址其實是_undefined_instruction的內(nèi)容——undefined_instruction。那句.word的相當于：
_undefined_instruction dw undefined_instruction (詳見畢設(shè)筆記3）。
這個地址undefined_instruction到底有多遠就難說了，也許和標號_undefined_instruction在同一個頁面，也許在 很遠的地方。不過除了reset，其他的異常是MMU開始工作之后才可能發(fā)生的，因此undefined_instruction 的地址也經(jīng)過了MMU的映射。
在剛加電的時候，CPU從0x0開始執(zhí)行，MMU還沒有開始工作，此時的虛擬地址和物理地址相同；另一方面，重啟在MMU開始工作后也有可能發(fā)生，如果reset也用ldr就有問題了，因為這時候虛擬地址和物理地址完全不同。

因此，之所以reset用b，就是因為reset在MMU建立前后都有可能發(fā)生，而其他的異常只有在MMU建立之后才會發(fā)生。用b reset，reset子程序與reset向量在同一頁面，這樣就不會有問題（b是相對跳轉(zhuǎn)的）。如果二者相距太遠，那么編譯器會報錯的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的对ARM异常（Exceptions）的理解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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