協處理器及其他指令之：異常產生指令

9.5 異常產生指令

ARM指令集中提供了兩條產生異常的指令，通過這兩條指令可以用軟件的方法實現異常。表9.4總結了ARM異常產生指令。

表9.4 RM異常產生指令

9.5.1 軟中斷指令SWI

1．指令編碼格式

軟件中斷指令SWI（Software Interrupt）用于產生軟中斷，從而實現從用戶模式變換到管理模式，CPSR保存到管理模式的SPSR中，執行轉移到SWI向量，在其他模式下也可以使用SWI指令，處理器同樣切換到管理模式。

指令的編碼格式如圖9.12所示。

圖9.12 SWI指令編碼格式

2．指令的語法格式

SWI{cond>} immed_24>

① cond>

為指令編碼中的條件域。它指示指令在什么條件下執行。當cond>忽略時，指令為無條件執行（cond=AL（Alway））。

② immed_24>

指定一個24位立即數。ARM處理器不對該立即數進行任何處理，其作用是提供給操作系統，從而判斷用戶程序請求的服務類型。

3．指令操作的偽代碼

指令操作的偽代碼如下面程序段所示。

If ConditionPassed{cond} then

R14_svc = address of next instruction after the SWI instruction

SPSR_svc = CPSR

CPSR[4:0] = 0b10011 /*進入超級用戶模式*/

CPSR[5] = 0 /*執行在ARM狀態*/

CPSR[7] = 1

If high vectors configured then

PC = 0xffff0008

Else

PC = 0x00000000

4．指令舉例

（1）下面指令產生軟中斷，中斷立即數為0。

SWI 0；

（2）產生軟中斷，中斷立即數為0x123456。

SWI 0x123456；

（3）使用SWI指令時，通常使用以下兩種方法進行參數傳遞。

① 指令24位的立即數指定了用戶請求的類型，中斷服務程序的參數通過寄存器傳遞。

下面的程序產生一個中斷號為12的軟中斷。

MOV r0，＃34 ;設置功能號為34

SWI 12 ;產生軟中斷，中斷號為12

② 另一種情況，指令中的24位立即數被忽略，用戶請求的服務類型由寄存器r0的值決定，參數通過其他寄存器傳遞。

下面的例子通過r0傳遞中斷號，r1傳遞中斷的子功能號。

MOV r0，＃12 ;設置12號軟中斷

MOV r1，＃34 ;設置子功能號為34

SWI 0 ;

（4）在SWI異常中斷處理程序中，取出SWI立即數的步驟為：首先確定引起軟中斷的SWI指令是ARM指令還是Thumb指令，這可通過對SPSR訪問得到；然后要確定該SWI指令的地址，這可通過訪問LR寄存器得到；然后讀出指令，分解立即數。

下面的例子為一個標準的SWI中斷處理程序。

T_bit EQU 0x20

SWI_Hander

STMFD SP!,{r0_r3,r12,LR} ;保護現場

MOV r1，sp ;設置參數指針

MRS r0，SPSR ;讀取SPSR

STMFD SP!,{r0,r3} ;保持SPSR，r3壓棧保證字節對齊

TST r0,#T_bit ;測試T標志位

LDRNEH r0,[LR,#-2] ;若為Thumb指令，讀取指令碼（16位）

BICNE r0,r0,#0xff00 ;取得Thumb指令8位立即數

LDREQ r0,[LR,#-4] ;若為ARM指令，讀取指令碼（32位）

BICNQ r0,r0,#0xff00000 ;取得ARM指令的24位立即數

; r0 存儲中斷號

; r1 指向棧頂

BL C_SWI_Handler ;調用主要的中斷服務程序

LDMFD sp!, {r0, r3} ;SPSR出棧

MSR spsr_cf, r0 ;恢復SPSR

LDMFD sp!, {r0-r3, r12, pc}^ ;保存寄存器并返回