ARM微處理器的編程模型之：異常中斷處理

3.4.8 SWI異常處理函數的設計

本小節主要介紹編寫SWI處理程序時需要注意的幾個問題，包括下面內容。

· 判斷SWI中斷號。

· 使用匯編語言編寫SWI異常處理函數。

· 使用C語言編寫SWI異常處理函數。

· 在特權模式下使用SWI異常中斷處理。

· 從應用程序中調用SWI。

· 從應用程序中動態調用SWI。

1．判斷SWI中斷號

當發生SWI異常，進入異常處理程序時，異常處理程序必須提取SWI中斷號，從而得到用戶請求的特定SWI功能。

在SWI指令的編碼格式中，后24位稱為指令的“comment field”。該域保存的24位數，即為SWI指令的中斷號，如圖3.11所示。

圖3.11 SWI指令編碼格式

第一級的SWI處理函數通過LR寄存器內容得到SWI指令地址，并從存儲器中得到SWI指令編碼。通常這些工作通過匯編語言、內嵌匯編來完成。

下面的例子顯示了提取中斷向量號的標準過程。

PRESERVE8

AREA TopLevelSwi, CODE, READONLY ;第一級SWI處理函數.

EXPORT SWI_Handler

SWI_Handler

STMFD sp!,{r0-r12,lr} ;保存寄存器

LDR r0,[lr,#-4] ;計算SWI指令地址.

BIC r0,r0,#0xff000000 ;提取指令編碼的后24位

;

; 提取出的中斷號放r0寄存器，函數返回

;

LDMFD sp!, {r0-r12,pc}^ ;恢復寄存器

END

例子中，使用LR-4得到SWI指令的地址，再通過“BIC r0, r0, #0xFF000000”指令提取SWI指令中斷號。

2．匯編語言編寫SWI異常處理函數

最簡單的方法是利用得到的中斷向量號，使用跳轉表直接跳轉到實現相應SWI功能的處理程序。

下面的例子，使用匯編語言實現了這種跳轉。

CMP r0,#MaxSWI ;中斷向量范圍檢測

LDRLS pc, [pc,r0,LSL #2]

B SWIOutOfRange

SWIJumpTable

DCD SWInum0

DCD SWInum1

; 使用DCD 定義各功能函數入口地址

SWInum0 ;0號中斷

B EndofSWI

SWInum1 ;1號中斷

B EndofSWI

;

EndofSWI

3．使用C語言編寫SWI異常處理函數

雖然第一級SWI處理函數（完成中斷向量號的提取）必須用匯編語言完成，但第二級中斷處理函數（根據提取的中斷向量號，跳轉到具體處理函數）就可以使用C語言來完成。

因為第一級的中斷處理函數已經將中斷號提取到寄存器r0中，所以根據AAPCS函數調用規則，可以直接使用BL指令跳轉到C語言函數，而且中斷向量號作為第一個參數被傳遞到C函數。

例如匯編中使用了“BL C_SWI_Handler”跳轉到C語言的第二級處理函數，則第二級的C語言函數示例如下所示。

void C_SWI_handler (unsigned number)

{

switch (number)

{

case 0 : /* SWI number 0 code */

break;

case 1 : /* SWI number 1 code */

break;

...

default : /* Unknown SWI - report error */

}

}

另外，如果需要傳遞的參數多于1個，那么可以使用堆棧，將堆棧指針作為函數的參數傳遞給C類型的二級中斷處理程序，就可以實現在兩級中斷之間傳遞多個參數。

例如：

MOV r1, sp ;將傳遞的第二個參數（堆棧指針）放到r1中

BL C_SWI_Handler ;調用C函數

相應的C函數的入口變為：

void C_SWI_handler(unsigned number, unsigned *reg)

同時，C函數也可以通過堆棧返回操作的結果。