基於arm v7分析Threadx操作系統的中斷處理。
ARM寄存器
ARM V7體系結構共有37個32位寄存器，其中r0-r12爲通用寄存器；r13(sp)爲棧寄存器，指向棧頂，向下(低地址)增長；r14(LR)是連接寄存器,用來函數調用時存儲返回地址，或者中斷異常點;r15(pc)爲程序計數器,存儲當前執行指令下一條指令地址；CPSR寄存器保存程序執行時處理器狀態信息；SPSR寄存器用來存儲CPSR備份值。
ARM有多種工作模式，每種模式下有自己特殊寄存器，例如，每種模式下都有自己的SPSR物理寄存器。
任何模式下都可以訪問R0-R12和CSPR寄存器，只有一份物理寄存器。FIQ模式下可以訪問R8_fiq-R14_fiq, 是物理寄存器。
每種模式下(除了sys模式)都有自己的物理寄存器SP,LR，只能在自己的模式下訪問對應寄出器。模式切換是，SPSR寄存器用來備份CPSR寄存器。
例如：當前ARM從User模式切換到FIQ模式時，CPSR寄出器值備份到SPSR_fiq,使用SP_fiq,LR_fiq作爲當前模式下程序執行的棧寄存器和鏈接寄存器。
總之，R0-R12爲通用寄存器，每種模式都可以訪問，每種模式下又有自己的棧寄存器和鏈接寄存器，以及特有寄存器。
每種模式下特有寄存器好處時，模式切換時可以使用之前寄存器中存儲的值，不需要保存或恢復，加快模式切換速率。
** CPSR寄存器 **
所有處理器模式下都可訪問當前程序狀態寄存器CPSR。CPSR中包含條件碼標誌、中斷禁止位、當前處理器模式以及其他狀態和控制信息。在每種異常模式下都有一個對用的程序狀態寄存器SPSR。當異常出現時，SPSR用於保存CPSR的狀態，以便異常返回後恢復異常發生時的工作狀態。
條件碼標誌
N、Z、C、V，最高4位稱爲條件碼標誌。ARM的大多數指令可以條件執行的，即通過檢測這些條件碼標誌來決定程序指令如何執行。
各個條件碼的含義如下：
N：在結果是有符號的二進制補碼情況下，如果結果爲負數，則N=1；如果結果爲非負數，則N=0。
Z：如果結果爲0，則Z=1;如果結果爲非零，則Z=0。
C：其設置分一下幾種情況：
對於加法指令（包含比較指令CMN），如果產生進位，則C=1;否則C=0。
對於減法指令（包括比較指令CMP），如果產生借位，則C=0;否則C=1。
對於有移位操作的非法指令，C爲移位操作中最後移出位的值。
對於其他指令，C通常不變。
V：對於加減法指令，在操作數和結果是有符號的整數時，如果發生溢出，則V=1;如果無溢出發生，則V=0;對於其他指令，V通常不發生變化。
ARM兩種狀態
ARM狀態：32位，ARM狀態執行字對齊的32位ARM指令。
Thumb狀態，16位，執行半字對齊的16位指令。
用Bx Rn指令來進行兩種狀態的切換：
其中Bx是跳轉指令，而Rn是寄存器（1個字，32位），如果Rn的位0爲1，則進入Thumb狀態；如果Rn的位爲0，這進入ARM狀態。
原 因：ARM指令的後兩位始終爲0，沒有用，而Thumb指令的後一位始終爲0，沒有用，因此採用位0來表示ARM指令與Thumb指令的切換標誌位。
注：ARM和Thumb兩種狀態之間的切換不影響處理器的工作模式和寄存器的內容。
ARM處理器在處理異常時，不管處理器處於什麼狀態，則都將切換到ARM狀態。
ARM 工作模式
ARM體系架構有7種工作模式，CPSR的低5位定義了當前的處理器模式。
| M[4:0] | 模式 | 意義 |
|---|---|---|
| 10000 | User | 用戶模式 |
| 10001 | FIQ | FIQ快速中斷模式 |
| 10001 | IRQ | IRQ普通中斷模式 |
| 10011 | SVC | 管理模式 |
| 10111 | ABORT | 中止模式 |
| 11011 | UND | 未定義模式 |
| 11111 | SYS | 系統模式 |
用戶模式 User
用戶模式通常用來執行普通程序，在改模式下不能訪問系統寄存器，所以這種模式通常被操作系統來執行應用程序。
快速中斷模式 FIQ
快速中斷模式用來處理fiq類型中斷，通常是高頻或低延遲中斷。FIQ模式有特有的r8_fiq-r12_fiq等寄存器，因此可以不用存儲和恢復自身的環境就可以執行，能夠提升處理中斷的速度。
普通中斷模式 IRQ
大部分中斷在普通中斷模式處理，中斷髮生時不能自動備份某些寄存器內容，需要軟件在堆棧中備份寄存器，再判斷中斷來源並處理中斷。
管理模式 SVC
管理模式運行操作系統的保護模式，高權限，可以操作系統寄存器。linux系統中內核運行在SVC模式，中斷髮生後進入FIQ或IRQ，保存好環境會切換到SVC模式，繼續進行中斷處理。
這裏多說一下，linux內核可以運行在SVC,FIQ, IRQ模式，因爲從程序角度看，底層代碼包括BSP都屬於內核，而應用程序運行在用戶模式，權限低。
Threadx應用程序和操作系統都運行在SVC模式。
中止模式 ABORT
中止模式用來處理指令預取中止和數據內存訪問中止，中止的地址保存在r14_abt中。
未定義模式 UND
未定義模式用來處理由未定義的指令產生的錯誤，未定義指令保存在r14_abt中。
系統模式 SYS
運行具有特權的任務
工作模式切換
ARM 異常
異常是指是指打斷當前處理流程的異步事件或錯誤條件。發生異常後，ARM處理器試圖執行完當前指令，然後暫停指令執行去處理異常，異常處理完後返回繼續處理指令。異常又成爲中斷，中斷向量。
arm有七種異常，異常的處理地址從0x0000000到0x000001c，每個字(32位)存放一箇中斷向量。
| 異常 | 地址 | 工作模式 | 描述 |
|---|---|---|---|
| reset | 0x0000000 | SVC | 復位異常，復位或上電後，arm此開始執行指令 |
| Undefine(undefined instruction) | 0x0000004 | UND | 未定義，當arm試圖執行未定義指令時，arm跳轉到此處執行 |
| Swi(Software Interrupt ) | 0x0000008 | SVC | 軟中斷，swi指令執行後，arm跳轉到此處執行 |
| Prefetch Abort | 0x00000C | ABT | 當指令預取失敗時，arm跳轉到此處執行 |
| Data Abort | 0x000010 | ABT | 當數據訪問失敗時，arm跳轉到此處執行 |
| IRQ (Interrupt Request ) | 0x000018 | IRQ | 當普通中斷髮生時，arm跳轉到此處執行 |
| FIQ(Fast Interrupt Request) | 0x00001C | FIQ | 當快速中斷髮生時，arm跳轉到此處執行 |
ARM異常處理
發生異常後處理器硬件執行：
1 ，保存CPSR到新模式的SPSR寄存器中
2，修改CPSR中模式位，切換到新模式
3，修改CPSR:清除Thumb位，中斷必須在32位模式處理；如果異常是IRQ，則置I位,禁止IRQ中斷；如果異常是FIQ,則置F位和I位，禁止IRQ和FIQ中斷。
4，保存PC值到新模式下r14寄存器
5，把對應異常中斷向量地址保存到PC程序計數器，後續軟件開始處理，從PC地址開始執行。
軟件處理；