arm異常響應(yīng)和異常返回機(jī)制是什么樣子的？

arm異常響應(yīng)和異常返回機(jī)制是什么樣子的？

ARM是一種RISC指令集架構(gòu)，廣泛用于無(wú)線(xiàn)電視、移動(dòng)電話(huà)、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域。ARM中異常響應(yīng)和異常返回機(jī)制是實(shí)現(xiàn)ARM處理器在面對(duì)異常情況時(shí)候的重要機(jī)制。ARM處于操作系統(tǒng)和硬件之間，因此異常處理機(jī)制在有效性、安全性、可靠性方面必須經(jīng)過(guò)充分測(cè)試和驗(yàn)證。

ARM異常指令是程序中不受控制的分支或其他例外情況，如硬件故障、訪(fǎng)問(wèn)非法地址、非法指令、軟件中斷等。雖然大多處理器都有異常響應(yīng)和處理機(jī)制，但ARM采用的異常響應(yīng)機(jī)制是獨(dú)特的。其異常響應(yīng)分為兩級(jí)：內(nèi)核級(jí)和用戶(hù)級(jí)。內(nèi)核級(jí)的異常響應(yīng)是用于處理特權(quán)指令或機(jī)器模式下的異常情況；而用戶(hù)級(jí)的異常響應(yīng)是用于處理用戶(hù)模式下發(fā)生的異常。

ARM異常響應(yīng)機(jī)制使用了異常向量表(EVT)來(lái)處理異常。EVT是一個(gè)包含有關(guān)所有可能發(fā)生的異常類(lèi)型和相應(yīng)處理程序的表。ARM架構(gòu)中定義了14個(gè)預(yù)定義的異常類(lèi)型，其中有三個(gè)異常優(yōu)先級(jí)最高(Reset、Undefined、SWI)。當(dāng)程序遇到異常時(shí)，處理器將轉(zhuǎn)移到異常處理程序所在的地址。針對(duì)不同的異常類(lèi)型，特定的處理程序被執(zhí)行，從而決定處理器的響應(yīng)。

在異常處理期間，CPU將從常規(guī)指令流中退出，將控制傳遞給異常處理程序。異常處理程序?qū)?zhí)行必要的操作，如保留現(xiàn)場(chǎng)，診斷異常發(fā)生的原因，執(zhí)行適當(dāng)?shù)男迯?fù)操作等。處理程序在完成任務(wù)后，必須將控制返回到正常執(zhí)行流的適當(dāng)位置。為完成此任務(wù)，ARM使用了異常返回指令。

在A(yíng)RM中，異常返回指令的操作碼和其他指令一樣，不同的是操作數(shù)使用了特殊的編碼。異常返回指令指定了何處返回到正常的執(zhí)行流。在執(zhí)行異常處理程序時(shí)，異常狀態(tài)寄存器（State Register）會(huì)保存異常處理前的狀態(tài)。異常之后，處理程序需要恢復(fù)正常的執(zhí)行流并恢復(fù)異常處理之前的狀態(tài)?；謴?fù)的方式是使用異常返回指令。

當(dāng)異常返回指令被執(zhí)行時(shí)，控制傳遞到指定的地址。異常返回指令不同于其他指令，它根據(jù)異常狀態(tài)寄存器的值將處理器的狀態(tài)從異常處理模式轉(zhuǎn)換為當(dāng)前模式。異常返回指令將狀態(tài)寄存器的值彈出堆棧，并恢復(fù)公共寄存器，此時(shí)處理器將重新轉(zhuǎn)換為正常執(zhí)行流。異常返回指令的操作數(shù)指定了將執(zhí)行的指令所在的位置。指定位置之后的指令將從異常處理程序執(zhí)行缺失地方繼續(xù)執(zhí)行。

總而言之，ARM處理器的異常響應(yīng)和異常返回機(jī)制是系統(tǒng)級(jí)別的機(jī)制，可以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。ARM采用的異常向量表、狀態(tài)寄存器和異常返回指令等功能模塊，能夠快速、高效地判斷異常類(lèi)型，并恢復(fù)異常處理前的狀態(tài)，以保證程序的繼續(xù)執(zhí)行。同時(shí)，異常響應(yīng)和異常返回機(jī)制在保持系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，還可以提高處理器的工作效率，減少系統(tǒng)閃退等問(wèn)題的發(fā)生。