ARM架构与编程——9.ARM架构中的异常与中断

ARM架构中的异常处理

一、不同架构的处理流程

处理流程是一样的。

• 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

1.1 cortex M3/M4

参考资料：DDI0403E_B_armv7m_arm.pdf、ARM Cortex-M3与Cortex-M4权威指南.pdf、PM0056.pdf
要想理解这个处理流程，需要从向量表说起。
向量，在数学定义里是有方向的量，在程序里可以认为向量就是一个数组，里面有多个项。
在ARM架构里，对于异常/中断，它们的处理入口会整齐地排放在一起。

1.1.1 M3/M4的向量表

M3/M4的向量表中，放置的是具体异常/中断的处理函数的地址。
比如发生Reset异常时，CPU就会从向量表里找到第1项，得到Reset_Handler函数的地址，跳转去执行。
比如发生EXTI Line 0中断时，CPU就会从向量表里找到第22项，得到EXTI0_IRQHandler函数的地址，跳转去执行。

• 跳转之前，硬件会保存现场
• 函数执行完毕，返回之后，硬件会恢复现场

中断向量表如下：

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
                AREA    RESET, DATA, READONLY
                EXPORT  __Vectors
                EXPORT  __Vectors_End
                EXPORT  __Vectors_Size

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
                DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
                DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
                DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
                DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

                ; External Interrupts
                DCD     WWDG_IRQHandler            ; Window Watchdog
                DCD     PVD_IRQHandler             ; PVD through EX