ARM微处理器的编程模型之：异常中断处理

作者：时间：2013-09-13 来源：网络

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本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/257085.htm

有些情况下，系统0x0地址不一定是ROM。如果0x0地址为RAM，那么就系统将中断向量表从ROM复制RAM，下面的例子显示了这样一个过程。

MOV R8, #0

ADR R9, Vector_Init_Block

LDMIA R9!,{r0-r7} ;复制中断向量表 (8 words)

STMIA R8!,{r0-r7}

LDMIA R9!,{r0-r7} ;复制由伪操作 DCD定义的地址

STMIA R8!,{r0-r7}

注意

可以使用Scatter文件定义加载向量表的地址，这样上述代码的拷贝工作由C库函数完成。

2．使用C语言安装异常处理程序

程序中有时需要在main()函数中使用C语言安装中断向量表。这就要求指令经编译后的解码能安装在内存的正确位置。

（1）向量表中使用跳转指令的情况

如果在向量表中使用跳转指令，使用下面的步骤完成向量表的安装。

① 读取异常处理程序的地址。

② 从异常处理程序地址中减去向量表中的偏移。

③ 为适应指令流水线，将上一步得到的地址减8。

④ 将得到的结果右移2位，得到以字为单位的地址偏移量。

⑤ 将结果的高8位清零，得到跳转指令的24位偏移量。

⑥ 将上一步得到的结果和0xea000000（无条件跳转指令编码）做逻辑与操作，从而得到要写到向量表中的跳转指令的正确编码。

下面的例子显示了这样一个标准过程。

unsigned Install_Handler (unsigned routine, unsigned *vector)

{ unsigned vec, oldvec;

vec = ((routine - (unsigned)vector - 0x8)>>2);

if ((vec 0xFF000000))

{

/* diagnose the fault */

prinf (Installation of Handler failed);

exit (1);

}

vec = 0xEA000000 | vec;

oldvec = *vector;

*vector = vec;

return (oldvec);

}

（2）在向量表中使用加载PC指令

在向量表中使用加载PC指令，按照下面的步骤完成。

① 读取异常处理程序地址。

② 从异常处理程序地址中减去向量表中的偏移。

③ 为适应指令流水线，将上一步得到的地址减8。

④ 保留结果的后12位。

⑤ 将结果与0xe59ff000（LDR PC, [PC,#offset]）做逻辑或操作，从而得到要写到向量表中的跳转指令的正确编码。

⑥ 将异常处理程序的地址放到相应的存储单元。

下面的例子显示了一个标准的C语言过程。

unsigned Install_Handler (unsigned location, unsigned *vector)

{ unsigned vec, oldvec;

vec = ((unsigned)location - (unsigned)vector - 0x8) | 0xe59ff000;

oldvec = *vector;

*vector = vec;

return (oldvec);

}

3.4.7 FIQ和IRQ中断处理函数的设计

1．中断分支

ARM内核只有两个外部中断输入信号nFIQ和nIRQ。但对于一个系统来说，中断源可能多达几十个。为此，在系统集成的时候，一般都会有一个异常控制器来处理异常信号，如图3.8所示。

图3.8 中断系统

这时候用户程序可能存在多个IRQ/FIQ的中断处理函数。为了使从向量表开始的跳转始终能找到正确的处理函数入口，需要设置一套处理机制和方法。

多数情况下是由软件来处理异常分支的，因为软件可以通过读取中断控制器来获得中断源的信息，如图3.9所示。

有些芯片可能支持特殊的硬件分支功能，这需要查看具体的芯片说明。

因为软件的灵活性，可以设计出比图3.9更好的流程控制方法，如图3.10所示。

Int_vector_table是用户自己开辟的一块存储器空间，里面按次序存放异常处理函数的地址。IRQ_Handler()从中断控制器获取中断源信息，然后再从Int_vector_table中的对应地址单元得到异常处理函数的入口地址，完成一次异常响应的跳转。这种方法的好处是用户程序在运行过程中，能够很方便地动态改变异常服务内容。