ARM 异常处理过程,指令[ swi ]

 

1.  发生异常：

　　程序正常执行，突然被一个不正常的事件打断正在执行的程序，执行相应的异常事件对应的程序

2.  5 种异常模式对应着 7 种异常源：

　　　　　　　　  异常工作模式　　　　　　     异常源
　　　　　　　　　　FIR　　　　　　　　              FIR

　　　　　　　　　　IRQ　　　　　　　　             IRQ

　　　 　　　　　　  Abort　　　　　　     data_abort / pref_abort

　　　　　　　　　  Undef　　　　　　               undefine

　　　　　　　　　　SVC                                    reset复位 / swi软中断指令

 

3. 同种异常源不可以被打断，reset 优先级最高，打断任何程序执行

 

4. 异常处理过程：

　　

 　  保护现场：由 CPU 自动完成，通过 4 步完成 ; 通用寄存器CPSR 中的状态，改变CPU状态

　　　　（1）CPU 保存现场当前状态 CPSR 到异常模式下的 SPSR 中 ，这步的目的是保护当前状态的CPSR（每种异常模式都对应一个自己的SPSR，以便将来在异常返回时，从SPSR恢复至CPSR)

　　　　（2）CPU 修改 CPSR 中 模式位，禁止相应中断源，切换 CPU 状态为ARM 状态（Thumb态和ARM态由CPSR的T位来决定）

 　　　  （3）保存的返回地址到对应异常模式下的LR 寄存器中。（返回地址：异常发生前正在执行指令的下一条地址）

　　　   （4）pc 指向异常向量表中对应的异常

      恢复现场： 需要自己手动完成（手动修改寄存器 CPSR 中对应的状态位）

　　　  （1） 把异常模式下的 SPSR_MODE 恢复到CPSR中

　　　   （2）把 异常模式下的 LR_MODE 恢复到 PC中

 

 

5. 异常向量表
　　1）异常向量表就是内存的一块空间，这块内存的空间的大小为32byte，平均分成了8份，每份4个byte，然后在里边存放7中异常源，多余的一份保留不用
　　2） 在异常量表中存放的一条跳转指令
　　3） 7种异常源在异常向量表中的位置固定，不可以随意更改。

示例： 手动修改到user模式，然后使用 swi 软中断切换到 SVC 异常模式

 

.text
.global _start
_start:
    b reset_handler
    b undef_handler
    b swi_handler
    b pref_abort_handler
    b data_abort_handler
    b .
    b irq_handler
    b fiq_handler
    
reset_handler:           @ 复位开始为 SVC 模式
    ldr sp, =0x40000200  @ 初始化栈
    mrs r0, cpsr           @ 读取程序状态寄存器
    mov r1, #0x1F
    mvn r1, r1
    and r0, r0, r1
    mov r1, #0x10
    orr r0, r0, r1       @ 修改 读取 的CPSR 中的数据, 然后再重新写入CPSR 寄存器
    msr cpsr, r0         @ 保存状态寄存器 此时改为 user 模式
    ldr sp, =0x40000100  @ 初始化此状态下的 sp 指针
    swi #1                  @ 使用指令 swi 产生异常,异常号为 1
    mov r0, #1
    mov r1, #2
    swi #2                 @ 使用指令 swi 产生异常,异常号为 2
    mov r0, #1
    mov r1, #2
loop:
    b loop

undef_handler:
swi_handler:     @ 切换模式后, 先进行现场保护, cpsr和lr值保存,修改cpsr切换模式
.if 0
    stmfd sp!, {r0-r10, lr}  @ 入栈  拷贝过来的lr 值, lr内容没有改变
    mov r0, #1
    mov r1, #2
    ldmfd sp!, {r0-r10, r12} @ 出栈
    mrs r11, spsr
    msr cpsr, r11
    mov pc, r12    @ 恢复现场
.else
    stmfd sp!, {r0-r12, lr}
    mov r0, #1
    mov r1, #2

    mov r0, lr   
    sub r0, r0, #4       @ 获取 lr 上一条指令(也就是swi)的地址
    ldr r1, [r0]         @ 提取 swi 指令对应的机器码
    ldr r2, =0xFFFFFF     @ 提取后24位 对应的 num号
    and r0, r1, r2          @根据r0判断具体是哪个地方的swi
    
    ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^  @ 恢复现场, ^ 表示同时操作两个步骤
.endif

pref_abort_handler:
data_abort_handler:
irq_handler:
fiq_handler:
    
.end