ARMv8 异常处理简介

BIT[5:0] DFSC(Data Fault Status Code)解释了data abort发生的状态信息：

*其他bit位解释可以参考ARM v8手册第10.2.6章节

4.异常入口

每个异常都有特定的异常级别。异常所对应的异常级别是由软件编程决定，或者由异常自身性质决定的。在任何情况下，异常执行时都不会移至较低的异常级别。异常入口的基本执行内容是：

• 处理器状态保存到目标异常级别的SPSR_ELx中。

  
  

• 返回地址保存到目标异常级别的ELR_ELx中。

  
  

• 如果异常是同步异常或SError中断，异常的表征信息将保存在目标异常级别的ESR_ELx中。

  
  

• 如果是指令止异常(Instruction Abort exception)，数据中止异常(Data Abort exception,)，PC对齐错误异常(PC alignment fault exception),故障的虚拟地址将保存在FAR_ELx中。

  
  

• 堆栈指针保存到目标异常级别的专用堆栈指针寄存器SP_ELx。

  
  

• 执行移至目标异常级别，并从异常向量定义的地址开始执行。

二、异常处理流程

1.异常向量表

当发生异常时，处理器必须执行与之对应的处理程序。处理程序在内存中的存储位置称为异常向量。在ARM体系结构中，异常向量存储在一个表中，该表称为异常向量表。每个异常级别都有其自己的向量表，即EL3，EL2和EL1都有一个，该表包含要执行的指令。

每个表占128个字节，可以保存32条指令（arm64的指令长度也是4字节），以linux kernel-4.19/arch/arm64/kernel/entry.S为例，异常向量表的入口如下图,一共有4组16个表：

用另外一张表可以更好理解这个异常向量表的入口：

比如当前代码运行在内核空间，发生了data abort，异常向量表的入口地址就是0x200。

2.kernel_ventry

异常发生后，处理器从对应的异常向量表入口地址开始执行，第一条指令是kernel_ventry。kernel_ventry是一个宏定义，先检查栈空间是否有溢出，然后跳转到指定的异常处理标签。

以下以EL1发生data abort异常为例介绍异常处理流程。

EL1发生data abort异常后进入对应的异常向量表入口，先检查栈是否有溢出，然后跳转至：el1_sync(data abort属于同步异常)。

3.elx_sync

（1）保存现场

el1_sync第一条指令执行kernel_entry 1。kernel_entry也是一个宏定义，首先将CPU寄存器保存到栈空间，因为这些寄存器接下来会被覆盖使用。为了保证kernel_exit时能恢复准确的现场，这里有必要对第一现场先做保存。