在ARM体系中,异常是指一个突发事件,可以打破正常的程序流程,并且需要特殊处理以恢复到正常状态。异常通常分为两类:同步异常和异步异常。同步异常是指在程序运行过程中由于指令执行或者数据访问引起的异常,例如除以零或者非法指令等。而异步异常则是指在程序运行过程中由于一些不可预见的事件引起的异常,例如硬件故障或者操作系统中断等。
按照ARM的规范,异常分为三个等级:即FIQ、IRQ和ABORT,其中FIQ级别最高,ABORT级别最低。FIQ异常是一种快速中断,用于优先处理一些重要的外部事件,操作系统很少使用。IRQ异常是一种普通中断,用于处理一般性的外部事件,例如定时器中断、网络中断等,是操作系统常用的中断方式之一。ABORT异常是指程序访问存储器时由于出现错误引起的异常,例如无效地址引用、数据刚好处于缺页状态等。总的来说,这三种异常是按照优先级来划分的,FIQ的优先级高于IRQ,IRQ的优先级高于ABORT。
ARM处理器支持快速处理同步异常,当出现同步异常时,处理器会马上停止当前任务执行,跳转到异常处理程序。如果是异步异常(IRQ、FIQ或者ABORT),则在中断向量表中查找处理程序入口地址,并按照相应的优先级进行响应。ARM的异常模式有5种:用户模式、系统模式、IRQ模式、FIQ模式和异常模式。每种模式下,处理器可以执行不同的指令和陷入不同的异常。当异常发生时,ARM内核会进入异常模式,并在中断向量表中查找相应异常处理程序的入口地址。
下面是一个简单的ARM异常处理示例,处理方法是通过向量表指向不同的函数。
void __attribute__((interrupt ("FIQ"))) fiq_handler(void)
// FIQ 中断处理程序
void __attribute__((interrupt ("IRQ"))) irq_handler(void)
// IRQ 中断处理程序
void __attribute__((interrupt ("ABORT"))) prefetch_abort_handler(void)
// Data Abort 中断处理程序
void __attribute__((interrupt ("ABORT"))) data_abort_handler(void)
// Prefetch Abort 中断处理程序
void __attribute__((interrupt ("UNDEF"))) undef_handler(void)
// 未定义指令中断处理程序
上述代码展示了通过向量表指向不同的函数来处理不同的异常,具体的中断处理程序实现需要根据自己的需要进行编写。