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ARM 异常处理

804人阅读 2024/6/30 17:17 总访问：2993335 评论：0 收藏：0 手机

分类: 嵌入式

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/6930d1439f4b43e785a433685b813262.png)
>#ARM 异常处理
[TOC]

ARM 异常处理
------------

tn2>ARM异常处理是ARM处理器处理特殊事件的机制，这些事件可能来自硬件或软件。

### ARM异常类型的优先级

tn2>复位（Reset）最高优先级，可以中断任何其他异常。
数据中止（Data Abort）当访问内存时发生错误。
快速中断请求（FIQ - Fast Interrupt Request）用于需要快速响应的高优先级外部中断。
普通中断请求（IRQ - Interrupt Request）用于常规的外部中断。
预取指令中止（Prefetch Abort）当尝试从内存取指令时发生错误。
软件中断（SWI - Software Interrupt）由软件主动触发，通常用于系统调用。
未定义指令（Undefined Instruction）当遇到处理器无法识别的指令时触发。

### 异常向量表

tn2>简单来讲就是：统一管理所有异常情况。
当处理器遇到"异常"时,它会查看这个表。
<br/>
举例:
假设你的手机死机了(未定义指令异常):
处理器查看表中的"异常"联系方式。
然后按这个地址找到对应的处理程序。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/f89a3dc10aff4a5493cb498e37778198.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/6be3a48d47d5468a99d86b626bcc7873.png)

### 简单软中断

tn2>我们写一个简单的软中断程序，通过`swi`进行触发，然后使用`sirq_handler`方法进行处理，最后返回并继续往下执行。

```bash
	.text
	b   main  			@0x00 reset
	nop       			@0x04 undef
	b	sirq_handler 	@0x08 soft irq
	nop       			@0x0c prefecth abort
	nop       			@0x10 data abort
	nop       			@0x14 reserved
	nop       			@0x18 irq
	nop       			@0x1C fiq
sirq_handler:
	stmfd sp!,{r0-r12,lr}
	add r2,#1
sirq_handler_end:
	ldmfd sp!,{r0-r12,pc}
	
main:
	ldr sp,=stack_buf
	mov r1,#1
	mov r2,#2
	swi 0x1
	cmp r2,#2
	moveq r4,#4
	movne r4,#6
	
	.data

stack_buf:
	.space 15*4
		
	.end
```

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/ffa63017834c41c5be4a04844b16a380.png)

tn2>当我们执行完`swi`命令后，将会触发软中断，会在前面异常向量表找到`sirq_handler`进行执行。
此时`LR`会记录`swi`的下一条指令的地址。
但是我们要对数据操作时需要缓存一下历史数据所以我们通过`stmfd`进行存储，并在异常处理完成后，通过`ldmfd`进行返回值。
然后继续执行下面相关指令。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/10eb8560311943da8649f064dd665042.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/fb435c90d53d430cbe8fb19d0e792f56.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/019661d936e646deb52ede52ca8f2b21.png)

tn>这里值得注意的是我定义了一块存储空间，并且要将ldr的sp指向存储空间的地址，原因是如果不进行指定就会报错。
通过`ldmfd`从堆栈拿数据回来的时候会导致没权限，然后报错。

### 多个软中断

tn2>在有多个软中断的情况下，我们可以通过获取`lr`的地址，减4位获取到`swi`的地址，并且通过ldr获取到它的值，但是需要使用`bic`去掉高8位指令段，剩下的就是值，然后通过实际的值我们就可以实现不同的软中断不同的处理。

```bash
	.text
	b   main  			@0x00 reset
	nop       			@0x04 undef
	b	sirq_handler 	@0x08 soft irq
	nop       			@0x0c prefecth abort
	nop       			@0x10 data abort
	nop       			@0x14 reserved
	nop       			@0x18 irq
	nop       			@0x1C fiq
sirq_handler:
	stmfd sp!,{r0-r12,lr}
	ldr r0,[lr,#-4]
	bic r0,#0xff000000
	cmp r0,#1
	addeq r2,#1
	cmp r0,#2
	subeq r2,#1
	
sirq_handler_end:
	ldmfd sp!,{r0-r12,pc}
	
main:
	ldr sp,=stack_buf
	mov r1,#1
	mov r2,#2
	swi 0x1
	cmp r2,#2
	moveq r4,#4
	movne r4,#6
	swi 0x2
	mov r0,#3
	.data

stack_buf:
	.space 15*4
		
	.end
```

tn2>当执行到第一个软中断`swi 0x1`时。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/fbf6d50dac924403bc8c088dfcf7fedd.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/2d06c44c0d80444684fcdfb66bb55a9f.png)


tn2>执行到第二个软中断`swi 0x2`时。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/ce1ca115b2e3449dac5576bbaaf174bd.png)


### B指令做跳转异常的缺陷

tn2>一是只能在32M范围的数据进行跳转，二是方法在其他地方将无法完成跳转。
所以我们这里可以做一点修改，将替换为`ldr pc, _sirq_handler`里面通过一个字符串来进行存储地址，并进行执行跳转。
这样既可以突破32M的范围限制，当方法在其他文件中同样可以进行跳转。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/6d9fe931d56b4e97bb3f2855433c88c7.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/739ace32a8764279beb45344e15e229e.png)

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