baron · 3月26日 · 四川

[ARM异常]-异常进入和异常退出时的arm core的硬件自动的行为

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当异常进来之后ARM CORE的硬件自动的行为(Exception entry)

[for common]

  • PE(即当前PSTATE)状态保存在目标异常级别的SPSR_ELx中
  • 返回地址保存在目标异常级别的ELR_ELx中
  • 所有PSTATE .{D, A, I, F} 都设置为 1。 ---即关闭了所有中断
  • 所选的堆栈指针寄存器是目标异常级别的专用堆栈指针寄存器 ---即使用sp_elx
  • 执行移动到目标异常级别,并从异常向量定义的地址开始 ---即跳转到VBAR_ELx

[for 同步异常]

  • 如果异常是同步异常或 SError 中断,则描述原因的信息, 异常保存在目标异常级别的ESR_ELx中。
  • 如果指令中止异常、数据中止异常、PC 对齐错误异常或Watchpoint异常,且目标异常是aarch64, 错误的虚拟地址保存在FAR_ELx 中。(Instruction Abort exception, Data Abort exception, PC alignment fault exception, or a Watchpoint exception )
  • 如果指令中止异常,或数据中止异常被带到 EL2 并且故障是与第 2 阶段转换,故障 IPA 保存在HPFAR_EL2 中

    [for Serror]

  • 对于物理 SError 中断异常,在以下任一情况下,物理 SError 的挂起状态将被清除
    SError 中断是边沿触发的。
    FEAT_DoubleFault已实现
    如果Reliability, Availability, and Serviceability Extension被实施,并且在采取 SError 时中断,记录在ESR_ELx 中的综合症指示除IMPLEMENTATION之外的 SError定义或未分类的 SError 中断综合症
  • 对于虚拟 SError 中断异常,虚拟 SError 的挂起状态,HCR_EL2 .VSE位清零

[for FEAT]

  • PSTATE .SSBS 设置为SCTLR_ELx .DSSBS的值
  • 如果FEAT_UAO实现,PSTATE .UAO被设置为0
  • 如果FEAT_MTE实现,PSTATE .TCO设置为1
  • 如果实现了FEAT_BTI,从 AArch64 到 AArch64 的异步异常,PSTATE .BTYPE 被复制到SPSR_ELx .BTYPE,然后设置为 0
  • 如果实现了FEAT_BTI,在将某些类型的同步异常从 AArch64 转移到 AArch64 时,PSTATE .BTYPE 复制到SPSR_ELx .BTYPE 然后设置为 0 这些类型的同步异常是:
    软件步骤异常。
    PC 对齐错误异常。
    指令中止异常。
    断点异常或地址匹配向量捕获异常。
    非法执行状态异常。
    软件断点异常。
    分支目标异常。
  • 如果FEAT_IESB被实现,当有效数值的的SCTLR_ELx .IESB位在目标异常level为1,PE插入错误同步事件

当异常退出时ARM CORE的硬件自动的行为(Exception return)

(On executing an Exception return instruction at ELx)

  • PC从ELR_ELx恢复
  • PSTATE从SPSR_ELx恢复

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以易懂、渐进、有序的方式,深入探讨ARMv8/ARMv9架构的核心概念。我们将从基础知识开始,逐步深入,覆盖最新的架构,不再纠缠于过时技术。本系列内容包含但不限于ARM基础、SOC芯片基础、Trustzone、gic、异常和中断、AMBA、Cache、MMU等内容,并将持续更新。
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