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Questions and Answers
¿Cuál es la función principal del registro LR en la gestión de excepciones?
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¿Cuál de los siguientes pasos se realiza al gestionar una excepción?
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En el modo FIQ, ¿qué acción se realiza con respecto a los registros?
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¿Qué significa CPSR en la gestión de excepciones?
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¿Qué se hace después de copiar CPSR en SPSR_mode?
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¿Qué representa el término 'context switching' en el manejo de excepciones?
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¿Cuál es el propósito de la dirección de retorno que se almacena en LR_mode?
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¿Qué ocurre si no se gestionan correctamente las excepciones?
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¿Qué operación se realiza para cambiar al modo de ejecución previo a la excepción?
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¿Cuál es uno de los tipos de excepciones que se pueden manejar en el sistema?
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¿Qué se debe hacer con el valor de LR al retornar del manejador de una excepción?
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¿Qué instrucción se utiliza para recuperar el contexto de la pila en el manejador de excepciones?
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Al declarar un manejador de excepciones en C, ¿qué elementos son necesarios incluir?
Al declarar un manejador de excepciones en C, ¿qué elementos son necesarios incluir?
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¿Cuál es la dirección de retorno durante la excepción que se establece en PC?
¿Cuál es la dirección de retorno durante la excepción que se establece en PC?
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¿Qué tipo de intervención se refiere a 'Gestionar interrupciones no anidadas'?
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En un sistema, ¿qué significa 'Instrucción no definida' en el contexto de excepciones?
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Cuando se cambia del estado Thumb al estado ARM, ¿qué ocurre con las IRQ y FIQ?
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¿Qué registro se utiliza para guardar la dirección de retorno al salir del modo FIQ?
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En el contexto de gestión de excepciones, ¿cuál es el primer paso que realiza el procesador al cambiar de modo?
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¿Qué se debe fijar en el PC al cambiar a un nuevo modo en el procesador?
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Al gestionar excepciones, ¿cuál es el propósito de la coordinación entre los registros en modo User y en modo FIQ?
Al gestionar excepciones, ¿cuál es el propósito de la coordinación entre los registros en modo User y en modo FIQ?
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¿Qué significa el término 'context switching' en la gestión de excepciones?
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Durante el manejo de interrupciones, ¿cuál es el rol del registro cpsr?
Durante el manejo de interrupciones, ¿cuál es el rol del registro cpsr?
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Study Notes
Sistemas Empotrados: Tema 4 - Excepciones e interrupciones, Lección 10 - Excepciones
- Concepto de excepción: Cualquier evento que causa la interrupción del flujo normal de ejecución de un programa. Puede implicar un cambio al modo de ejecución privilegiado.
-
Clasificación de excepciones:
- Condiciones de error: Pueden ser recuperables o no recuperables. Incluyen errores como instrucciones no definidas, errores de datos o fallos de prefetch/página.
- Interrupciones: Paralizan la aplicación para ejecutar una tarea específica (servicios de sistema o dispositivos).
- Llamadas al sistema: Manejan las peticiones de servicios de la aplicación.
- Interrupciones: Manejan las peticiones de servicios de dispositivos.
Modos de ejecución y registros asociados:
- Modos de ejecución: Distintos modos de operación del procesador (User, FIQ, IRQ, Supervisor, Undefined, Abort, SVC). Cada modo tiene un banco de registros propio.
- Registros: Cada modo tiene un conjunto específico de registros. Existen registros como los de uso general (r0-r15), el contador de programa (PC), el registro de estado de programa (CPSR), y el registro de estado de programa guardado (SPSR), cada uno con un función específica.
- Cambios de contexto: Los cambios de contexto se agilizan utilizando diferentes bancos de registros para distintos modos de ejecución.
Excepciones y sus modos de ejecución asociados:
- Reset: Reinicio del sistema.
- Data abort: Error de acceso a datos.
- FIQ (Fast Interrupt Request): Peticiones de interrupción rápida.
- IRQ (Interrupt Request): Peticiones para interrupciones normales.
- Prefetch abort: Error de acceso a instrucciones.
- Software interrupt: Llamada a servicio de software.
- Undefined instruction: Instrucciones inválidas.
Tabla de vectores:
- Organización: La tabla de vectores define la ubicación de los manejadores de las excepciones y contiene las direcciones de las rutinas de manejo para cada tipo de excepción (reset, undefined instruction, prefetch abort, data abort, IRQ, FIQ, etc.).
- Saltos: Cada entrada en la tabla de vectores es una instrucción ejecutable que normalmente realiza un salto (branch) a la rutina de manejo correspondiente.
- Prioridades: Las excepciones tienen diferentes prioridades para la atención.
Gestión de excepciones
-
Flujo del procesador: El procesador sigue estos pasos para la atención:
- Mapea el banco de registros apropiado.
- Copia el registro de estado de programa (CPSR) en el registro de estado guardado (SPSR) del nuevo modo.
- Modifica el CPSR según el nuevo modo de ejecución.
- Establece o deshabilita las interrupciones IRQ y FIQ según el nuevo modo de ejecución.
- Guarda la dirección de retorno en el registro LR (Link Register).
- Cambia el valor de la unidad de control de programa (PC) a la dirección del manejador de salto correspondiente
- Tipos de excepciones: Las excepciones incluyen reset, undefined instructions, prefetch/data aborts, FIQ, IRQ, y más.
Retorno del manejador de una excepción:
- Restablecimiento del modo: Para el retorno al estado anterior, se restaura el modo de ejecución anterior (copiando el SPSR al CPSR) y la dirección de retorno del PC (LR_mode).
- Saltos a las rutinas de manejo: Pueden existir diferentes opciones para regresar, dependiendo del tipo de manejador. Algunos requieren instrucciones de subrutina simples; otros, para el manejo completo del contexto, usan instrucciones de pila (push/pop).
Manejo de excepciones en C (GNU):
-
Atributo attribute ((interrupt ("
"))): Se utiliza para declarar una función manejadora de excepciones en código C para que el compilador la maneje correctamente.<tipo>indica el tipo de excepción.
Interrupciones
- Tipos: IRQ y FIQ.
- Utilidad: Permiten que el procesador deje de ejecutar la tarea actual y atienda una solicitud de un dispositivo o programa externo. Esto incluye tareas como la llegada de un paquete de red al sistema o una entrada de un periférico como un teclado.
- Prioridades: Se establece un orden de prioridad para la atención de las interrupciones.
- HW controlador de interrupciones: Asisten en la rápida identificación de la fuente de interrupción para minimizar la pérdida de tiempo.
Abosrt:
- Definición: Una excepción que ocurre cuando el procesador intenta acceder a un dato o a una instrucción a través de una dirección que no está dentro del mapa de memoria de direcciones válidas.
Instrucción no definida:
- Definición: Se produce cuando el procesador encuentra una instrucción desconocida en el código. Habitualmente, se debe a que el procesador no reconoce una instrucción en particular.
- Utilidad: Ayuda a la compatibilidad de software en microprocesadores.
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Description
Este cuestionario se centra en las excepciones e interrupciones en sistemas empotrados según el Tema 4. Aprenderás sobre los diferentes tipos de excepciones, sus clasificaciones y los modos de ejecución asociados. Es una oportunidad para comprender mejor cómo estos procesos afectan el flujo normal de un programa.
