arm中斷異常處理的返回
2010-07-30 17:58:13
標籤：arm
華清遠見嵌入式學院
講師。舉個小例子，下面是一段arm彙編**：
位址指令
0x3000
bl add
0x3004
mov r0,#0
0x3008
mov r1,#1
0x300c
mov r2,#2
area test,code,readonly
entry
start
mov r0,#1
mov r1,#1
bl add
mov r0,#0
mov r1,#1
addadd r0,r0,r1
mov r0,r0,r1
end當0x3000處的bl指令執行時，會把pc(=0x3008)儲存到lr暫存器裡面，也就是lr=0x3008。接下來處理器會立即對lr進行乙個自動的更新動作：lr=lr-0x4，這樣，lr裡面的位址為0x3008 – 0x4 = 03004，它是指令」mov r0,#0」的位址，所以當從子程式add返回時，lr裡面正好是正確的返回位址。既是下一條要執行的指令的位址。
（2）中斷異常處理函式呼叫
異常就是正在執行的指令，由於各種軟體或硬體故障被打斷，比如，在讀資料或指令時，訪問儲存器失敗、產生了乙個外部硬體中斷等。當這些情況發生時，在arm系統裡，由異常和中斷處理程式做出相應的處理，當處理完成後，要返回到被中止的指令，使被中止的指令能夠繼續正常執行下去。因此，確定異常和中斷處理程式的返回位址是乙個非常重要的問題。
1、中斷處理
當外部中斷irq和fiq(fast interrpt request,快速中斷請求)發生時，arm核完成一部分工作。當然，這些工作是任何異常發生時都必須要做的，所以arm處理器就會自動帶我們完成。 其它重要的工作，必須由程式設計師來完成。arm處理器處理的事包括從使用者模式切換到irq模式、狀態暫存器值的變化及跳轉。比如說，處理器自動跳轉到從0x0位址開始的異常中斷向量表的0x18處，在向量表的0x18處，最簡單的指令為」b handlerirq」。
那程式設計師所要關心的就是實現具體的異常處理程式(handlerirq)。當用arm組合語言實現handlerirq函式的時候，如何確定handlerirq函式正確地返回位址，使被中止的指令能夠繼續正常執行下去。
比較常用的中斷處理程式結構如下：
handlerirq ；中斷響應，從向量表直接跳來
sub r14,r14,#4 ；計算返回位址
stmfd r13, ；保護現場，一般只需要保護
bl irqhandler ；跳到具體的異常處理函式
ldmfd r13,^ ；恢復現場
有程式可以看出，通過」sub r14,r14,#4」計算中斷函式的返回位址。那有人一定會問，為什麼計算返回位址的時候要減去4呢？
位址指令
0x3000
bl add
0x3004
mov r0,#0
0x3008
mov r1,#1
0x300c
mov r2,#2
我們看上個表，比如在執行位址為0x3004的move指令時，突然來了乙個irq中斷，這個中斷打斷了move指令的執行，這個時候就要去跳轉到異常處理函式，之後還要返回0x3004位址重新執行move指令。當中斷發生時，lr裡面儲存了使用者模式下pc的值，那麼當執行位址為0x3004的move指令時，pc的值應該是0x300c，前面介紹過，當發生跳轉時，處理器會對lr進行乙個自動的更新動作：lr=lr-0x4，這樣lr裡面的位址是0x300c-0x04=0x3008。但是0x3008並不是我們要的位址，因為中斷發生在位址為0x3004的move指令執行的時候，所以中斷處理完後應該返回這個位址。 這就是在計算返回位址的時候lr減去4的原因。對於fiq中斷和預取指中止異常，計算返回位址方法和irq相同。
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