• 从要做的事情上来说，无论哪种ARM架构的异常/中断都是一样的

    • 每执行完一条指令都会检查有无中断/异常产生
    • 发现有中断/异常产生，开始处理：
      • 保存现场
      • 分辨异常/中断，调用对应的异常/中断处理函数
      • 恢复现场

  • 不同的芯片，不同的架构，在这方面的处理稍有差别：

    • CPU中止当前执行，跳转去执行处理异常的代码：也有差异
      • cortex M3/M4在向量表上放置的是函数地址
      • cortex A7在向量表上放置的是跳转指令
    • 保存/恢复现场：cortex M3/M4是硬件实现的，cortex A7是软件实现的

Cortex M3/M4

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  • M3/M4中有一个_Vectors向量表，其中放着各种异常/中断的处理函数
  • 异常/中断发生时，CPU怎么知道跳过来执行哪一个函数呢？
    • 这应该由硬件决定，硬件上确定了当前发生了哪个异常/中断，CPU由此找到向量表中的某一项，从而跳转过去执行处理函数
  • 编译时，vector向量表会保存在程序的最前面，将会被烧写到片内的flash上
  • 这个flash的地址是多少呢？
    • 在MDK中指定了：image.png
    • ROM地址为：0x8000000，大小为0x80000
  • 注意：虽然flash基地址是0x8000000，但当我们复位后，这个地址将会映射到0地址去
    • 这意味着，我们可以使用0x8000000来访问ROM，也可以使用0地址来访问ROM
  • image.png
  • M3/M4中保存现场（将寄存器保存到栈中）是由硬件自动实现的；硬件保存现场后还要分辨是哪个异常/中断，得到异常/中断号，使用异常/中断号在flash上的vector向量表中找到一项，CPU跳转过去执行其中的函数
  • 处理函数执行完后，就会返回，这个步骤将会触发硬件将之前保存的寄存器值恢复回去，这样之前被中断的程序就会继续运行了

    发生异常/中断时，硬件上实现了这些事情：

    • 保存现场：把被中断瞬间的寄存器的值保存进栈里
    • 根据异常/中断号，从向量表中得到函数地址，跳转过去执行
    • 函数执行完后，从栈中恢复现场

    保存现场、分辨异常/中断、跳转执行，都是硬件实现的。我们只需要在向量表中，把处理函数的地址填进去就可以了。 硬件承包了大部分的工作。

M3/M4的向量表中，存放的是函数地址

Cortex A7

  • A7的向量表与M3/M4不一样，其中存放的是跳转指令
  • Uboot中的异常向量表
    • image.png
    • 目录是：u-boot/arch/arm/lib/vector.S 并不位于某个处理器芯片下面，这表明这个vector应该是通用的
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    • 这其中放的是某一种异常的总入口，是一条跳转指令
    • 显然，在跳转到的异常总入口里，应该进行更进一步的异常分辨（如中断_irq中，应该进一步区分是什么中断）
  • image.png
    • A7中，CPU执行完一条指令后检测到发生中断时，由硬件进行异常模式切换_irq，然后跳转执行中断向量表中的跳转指令，进而跳转到异常处理函数的总入口
    • 向量表中直接对PC赋值，那么中断前程序的地址（返回地址）怎么办？硬件自动保存PC值到LR寄存器了吗？
      • 一般异常模式（除FIQ）只有SP和LR两个寄存器是独有的，PC寄存器是公用的
      • 猜测最大可能是PC值自动保存到对应模式的LR寄存器，那么跳转到向量表的指令就应该用的跳转指令B/BL了，只有这样PC值才会自动的被保存在LR寄存器中
    • 保存/恢复现场由软件进行

发生异常/中断时，硬件上实现了这些事情：

  • CPU切换到对应的异常模式，比如IRQ模式、未定义模式、SVC模式

  • 保存被中断时的CPSR到SPSR

    • CPSR：current program status register，当前程序状态寄存器
    • SRSR：saved program status register，保存的程序状态寄存器

  • 跳到这个异常的入口地址去，执行指令，这通常是一条跳转指令

软件要做的事情就比较多了：

  • 保存现场
  • 分辨异常/中断
  • 调用对应的处理函数
  • 恢复现场

A7的向量表中，存放的是跳转指令。