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标题: ARMv7用户层发生指令异常的处理流程？是否每个进程都有一个APSR的副本？ [打印本页]

作者: look_w 时间: 2017-10-24 21:59 标题: ARMv7用户层发生指令异常的处理流程？是否每个进程都有一个APSR的副本？

1、用户层发生指令异常的处理流程？
用户层程序正在执行时，遇到未定义的指令（ARM不是别的指令）或者SWI软件中断指令（产生系统调用），就会产生异常，这里以未定义指令异常为例进行说明：
      一旦出现未定义指令异常，CPU会自动做如下操作：
（1）未定义模式（ARM其中运行模式的一种）下对应的lr（即R14）寄存器保存当前发生异常的指令下一条指令的地址。例如，在用户态有A B C 三条指令，指令A发生未定义指令异常，则指令B的地址就会由CPU保存到未定义模式下的lr寄存器中，用于异常返回。
（2）CPU修改CPSR寄存器，进入未定义模式：
CPSR[4:0]=0b11011 /*将CPSR的低五位置位11011，正好对应未定义指令模式*/
（3）因为ARM异常只能在ARM状态处理，所以要将状态修改为ARM指令集状态：
CPSR[5]=0
（4）CPU根据发生的异常是未定义指令异常，将PC置为0x0000 0004：
      PC=0x00000004
以上是CPU在做，剩下的都是操作系统完成，我这里只说个大概，具体细节见我写的另一个文档：
该地址对应的正是一条跳转指令：b       vector_und + stubs_offset。该指令会跳转到相应的异常处理函数去执行，函数执行结束后会调用ret_to_usr函数，从SVC模式返回到USR模式，在这个函数中最后一条指令是：MOVS PC,LR。该指令将当前状态的LR寄存器赋值给PC，并且将当前模式寄存器SPSR拷贝到CPSR中（指令中MOV后的S位）
（5）LR保存的就是上面指令B的地址，至此未定义指令异常处理完毕。

2、是否每个进程都有一个APSR的副本？
不是的，一个模式对应一个APSR，该模式下的所有进程共享一个APSR。原因如下：
（1）APSR是CPSR的一个别名，即它们其实是一个东西，只是对于APSR，应用程序只能访问N（负数或小于）、Z（零）、C（进位或借位或扩展）、V（溢出）、Q（累计饱和位）和GE[3:0]（大于等于标志位），应用程序通过这种机制间接访问CPSR，以上这些位在任何模式都能读写。(This is an application-level alias for the  Current Program Status Register ( CPSR),ARMARM 手册B1-1145)
各个进程有自己的状态寄存器（CPSR），但是同一时刻只有一个进程在执行，当进程切换时，与该进程相关的CPSR会由操作系统保存起来，等到切换回来时再恢复。

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