- interrup 발생시 cpu의 mode는 어떻게 되는지?
linux커널에서는 유저와 커널 모드만 존재해서 arm에서 irq, exception모드 등은 svc 모드로 이동해서 처리합니다.
즉 irq 모드에서 svc 모드로 전환해서 처리하게 됩니다.

관련 코드는 아래와 같고 실제 방법은 spsr을 svc모드로 변경하고 movs    pc, lr 명령어를 실행하면(lr에는 인터럽트 핸들러 주소가 들어 있음) svc 모드로 변경이 되면서 분기하게 됩니다.

( pc값을 변경 할 때 명령어에 S덧붙임 명령어가 있어서 분기하면서 CPSR에 SPSR을 넣어 복구 즉 SVC 모드로 변경 되면서 리턴됨)
                              

파일: arch\arm\kernel\entry-arm.S

vector_\nam: => vector_irq: macro여서 실제코드는 아래와 같이 치환됨

vector_irq(vector_\nam) :
   {중략}
    mrs    r0, cpsr
    eor    r0, r0, #(\mode ^ SVC_MODE | PSR_ISETSTATE)
    msr    spsr_cxsf, r0  => 이전 상태를 SVC mode로 바꾼다

   {중략}
    movs    pc, lr            @ branch to handler in SVC mode
                                명령어에 S덧붙임 명령어가 있어서 분기하면서 CPSR에 SPSR을 넣어 복구 즉 SVC 모드로 변경 되면서 리턴됨
                
ENDPROC(vector_\name)

고급 언어에서 나눗셈 연산은, 컴파일시 어떻게 명령어로 번역되는지?

linux 나누기 코드 확인
확인 결과 arm에서 제공하는 라이브러리의 __aeabi_idiv 함수를 호출하도록 컴파일

확인 방법
1) 코드 작성 (test.c)

#include <stdio.h>

int div(int a, int b)
{
    return a/b;
}

int main(void)
{
    int a =10;
    int b=2;
    int c;
    
    printf("result %d\n", div(a,b) );

    return 0;
}

2) arm 용으로 컴파일
    arm-linux-gnueabihf-gcc -S -c test.c

3) 어셈코드 확인
div:
    @ args = 0, pretend = 0, frame = 8
    @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
    stmfd    sp!, {fp, lr}
    add    fp, sp, #4
    sub    sp, sp, #8
    str    r0, [fp, #-8]
    str    r1, [fp, #-12]
    ldr    r0, [fp, #-8]
    ldr    r1, [fp, #-12]
    bl    __aeabi_idiv
    mov    r3, r0
    mov    r0, r3
    sub    sp, fp, #4
    @ sp needed
    ldmfd    sp!, {fp, pc}
    .size    div, .-div
    .section    .rodata
    .align    2

개인적으로 아키교재 관련해서는 저는 1번(1. ARM System Developer's Guide만 보고 코드 분석 시작, 필요한 건 그때그때 ARM 관련 문서 찾아보기 (현행 유지)) 을 선호 합니다.

- idle 상태(?)에서 cpu는 어떻게 동작하는지?

이 질문에 대한 답변으로 아래 링크 참조해주세요.. 스터디 중에 잠시 언급된 cpu를 정지시키는 명령어(x86의 HLT)에 대한 설명도 있네요..

https://unix.stackexchange.com/questions/361245/what-does-an-idle-cpu-process-do

- 프로시져(서브루틴) 호출시, return 후 돌아가야 하는 주소는 어떻게 저장되는지?

질문에 대한 답변은 아래 링크를 참조해 주시기 바랍니다.

http://recipes.egloos.com/5060815

기본적으로 x86에서는 call 실행후 복귀 하기위한 ret 명령어가 존재하지만,

arm에서는 ret 명령어가 존재하지 않으며, 이를 대체하기 위한 방식으로 link register 라 불리는 r14 특수목적 레지스터가 사용됩니다.

r14 레지스터의 경우 기본적으로 예외 발생이나 인터럽트 처리시 자동으로 복귀주소를 저장하게 되며, bl 계통의 명령어 실행시에도 자동으로 저장됩니다. 재귀함수를 어셈블리어로 변환하여 확인하게 되면 bl 를 실행하는 순간 hardware 적으로 자동으로 복귀주소를 r14 레지스터에 저장하며,

이 값을 스택에 저장하는 과정이 존재하는 것을 확인 하였습니다.

복귀시 pc 에 직접 r14 값을 스택으로 부터 꺼내어 mov 명령어로 복귀주소로 점프하도록 되어 있습니다.

송원식님의 덧글 기준으로 div 함수를 어셈블리어로 변환한 코드중

div:

  stmfd    sp!, {fp, lr}

  ...

  ldmfd    sp!, {fp, pc}

이 부분에서 r14(lr) 값을 system stack 에 저장 후 복귀시 system stack의 복귀주소를 직접 program counter 에 써 넣어 복귀 하는 것을 볼 수 있습니다.

결론 : x86 이나 arm 이나 함수 호출 시 system stack 에 복귀 주소를 저장하는 것은 동일하나 이를 별도의 instruction으로 제공하는지 안하는지의 차이