ARM微處理器的編程模型之：異常中斷處理

3.4.4 異常響應(yīng)流程

1．判斷處理器狀態(tài)

當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，處理器自動(dòng)切換到ARM狀態(tài)，所以在異常處理函數(shù)中要判斷在異常發(fā)生前處理器是ARM狀態(tài)還是Thumb狀態(tài)。這可以通過檢測SPSR的T位來判斷。

通常情況下，只有在SWI處理函數(shù)中才需要知道異常發(fā)生前處理器的狀態(tài)。所以在Thumb狀態(tài)下，調(diào)用SWI軟中斷異常必須注意以下兩點(diǎn)。

① 發(fā)生異常的指令地址為（lr－2）而不是（lr－4）。

② Thumb狀態(tài)下的指令是16位的，在判斷中斷向量號(hào)時(shí)使用半字加載指令LDRH。

下面的例子顯示了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SWI處理函數(shù)，在函數(shù)中通過SPSR的T位判斷異常發(fā)生前的處理器狀態(tài)。

T_bit EQU 0x20 ; bit 5. SPSR中的ARM/Thumb狀態(tài)位,

:

:

SWIHandler

STMFD sp!, {r0-r3,r12,lr} ; 寄存器壓棧，保護(hù)程序現(xiàn)場

MRS r0, spsr ; 讀SPSR寄存器，判斷異常發(fā)生前的處理器狀態(tài)

TST r0, #T_bit ; 檢測SPSR的T位，判斷異常發(fā)生前是否為Thumb狀態(tài)

LDRNEH r0,[lr,#-2] ; 如果是Thumb狀態(tài)，使用半字加載指令讀取發(fā)生異常的指令地址

BICNE r0,r0,#0xFF00 ; .提取中斷向量號(hào).

LDREQ r0,[lr,#-4] ; 如果是ARM狀態(tài)，使用字加載指令，讀取發(fā)生異常的指令地址

BICEQ r0,r0,#0xFF000000 ; 提取中斷向量號(hào)并將中斷向量號(hào)存入r0

; r0 存儲(chǔ)中斷向量號(hào)

CMP r0, #MaxSWI ; 判斷中斷是否超出范圍

LDRLS pc, [pc, r0, LSL#2] ; 如果未超出范圍，跳轉(zhuǎn)到軟中斷向量表Switable

B SWIOutOfRange ; 如果超出范圍，跳轉(zhuǎn)到軟中斷越界處理程序

switable

DCD do_swi_1

DCD do_swi_2

:

:

do_swi_1

; 1號(hào)軟中斷處理函數(shù)

LDMFD sp!, {r0-r3,r12,pc}^ ; Restore the registers and return.

; 恢復(fù)寄存器并返回

do_swi_2 ; 2號(hào)軟中斷處理函數(shù)

:

2．向量表

如前面介紹向量表時(shí)提到的，每一個(gè)異常發(fā)生時(shí)總是從異常向量表開始跳轉(zhuǎn)。最簡單的一種情況是向量表里面的每一條指令直接跳向?qū)?yīng)的異常處理函數(shù)。其中快速中斷處理函數(shù)FIQ_handler（）可以直接從地址0x1C處開始，省下一條跳轉(zhuǎn)指令，如圖3.6所示。

圖3.6 異常處理向量表

但跳轉(zhuǎn)指令B的跳轉(zhuǎn)范圍為±32MB，但很多情況下不能保證所有的異常處理函數(shù)都定位在向量的32MB范圍內(nèi)，需要更大范圍的跳轉(zhuǎn)，而且由于向量表空間的限制，只能由一條指令完成。具體實(shí)現(xiàn)方法有下面兩種。

（1）MOV PC，＃imme_value

這種辦法將目標(biāo)地址直接賦值給PC。但這種方法受格式限制不能處理任意立即數(shù)。這個(gè)立即數(shù)由一個(gè)8位數(shù)值循環(huán)右移偶數(shù)位得到。

（2）LDR PC，[PC+offset]

把目標(biāo)地址先存儲(chǔ)在某一個(gè)合適的地址空間，然后把這個(gè)存儲(chǔ)器單元的32位數(shù)據(jù)傳送給PC來實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。

這種方法對(duì)目標(biāo)地址值沒有要求。但是存儲(chǔ)目標(biāo)地址的存儲(chǔ)器單元必須在當(dāng)前指令的±4KB空間范圍內(nèi)。