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[ARM 匯編]進階篇—異常處理與中斷—2.4.2 ARM處理器的異常向量表_全球快看點

2023-06-18 05:37:45 博客園

異常向量表簡介

在ARM架構中，異常向量表是一組固定位置的內存地址，它們包含了處理器在遇到異常時需要跳轉到的處理程序的入口地址。每個異常類型都有一個對應的向量地址。當異常發生時，處理器會自動跳轉到對應的向量地址，并開始執行異常處理程序。

(相關資料圖)

異常向量表的位置

ARM處理器的異常向量表位于內存的低地址空間。具體地址如下：

異常類型	向量地址
復位（Reset）	0x00000000
未定義指令（Undefined Instruction）	0x00000004
軟件中斷（SWI）	0x00000008
預取指令異常（Prefetch Abort）	0x0000000C
數據異常（Data Abort）	0x00000010
保留（Reserved）	0x00000014
外部中斷（IRQ）	0x00000018
快速外部中斷（FIQ）	0x0000001C

異常向量表的初始化

在ARM匯編開發中，我們需要在程序開始時初始化異常向量表。初始化過程包括將每個向量地址設置為對應的異常處理程序的入口地址。這通常通過將異常處理程序的地址存儲在向量表中的相應位置來完成。

以下是一個初始化異常向量表的示例代碼：

AREA Vectors, CODE, READONLY    ; 復位向量    LDR PC, Reset_Addr    ; 未定義指令向量    LDR PC, Undefined_Addr    ; 軟件中斷向量    LDR PC, SWI_Addr    ; 預取指令異常向量    LDR PC, Prefetch_Abort_Addr    ; 數據異常向量    LDR PC, Data_Abort_Addr    ; 保留向量    NOP    ; 外部中斷向量    LDR PC, IRQ_Addr    ; 快速外部中斷向量    LDR PC, FIQ_Addr    ; 異常處理程序地址    Reset_Addr          DCD _start    Undefined_Addr      DCD Undefined_Handler    SWI_Addr            DCD SWI_Handler    Prefetch_Abort_Addr DCD Prefetch_Abort_Handler    Data_Abort_Addr     DCD Data_Abort_Handler    IRQ_Addr            DCD IRQ_Handler    FIQ_Addr            DCD FIQ_Handler

在這個示例中，我們首先使用AREA指令定義一個名為Vectors的代碼段。接下來，我們將每個異常向量設置為對應的處理程序地址。例如，對于軟件中斷（SWI），我們將其向量地址設置為SWI_Handler。

在向量表的末尾，我們使用DCD指令定義每個異常處理程序的入口地址。這些地址將在處理器遇到異常時被加載到程序計數器（PC）寄存器，從而實現異常處理的跳轉。

示例代碼

以下是一個簡單的示例代碼，演示了如何使用異常向量表處理軟件中斷（SWI）：

; 初始化異常向量表    AREA Vectors, CODE, READONLY    LDR PC, Reset_Addr    LDR PC, Undefined_Addr    LDR PC, SWI_Addr    LDR PC, Prefetch_Abort_Addr    LDR PC, Data_Abort_Addr    NOP    LDR PC, IRQ_Addr    LDR PC, FIQ_Addr    Reset_Addr          DCD _start    Undefined_Addr      DCD Undefined_Handler    SWI_Addr            DCD SWI_Handler    Prefetch_Abort_Addr DCD Prefetch_Abort_Handler    Data_Abort_Addr```assemblyDCD Data_Abort_HandlerIRQ_Addr            DCD IRQ_HandlerFIQ_Addr            DCD FIQ_Handler; 主程序AREA Main, CODE, READONLY_start    ; 觸發軟件中斷    SWI 0; 異常處理程序AREA Handlers, CODE, READONLYUndefined_Handler    B Undefined_HandlerSWI_Handler    ; 在此處編寫軟件中斷處理程序    ; ...    ; 返回到主程序    MOV PC, LRPrefetch_Abort_Handler    B Prefetch_Abort_HandlerData_Abort_Handler    B Data_Abort_HandlerIRQ_Handler    B IRQ_HandlerFIQ_Handler    B FIQ_Handler

在這個示例中，我們首先初始化異常向量表，然后在_start標簽下的主程序中觸發一個軟件中斷（SWI）。當軟件中斷發生時，處理器會自動跳轉到SWI_Handler異常處理程序。

在SWI_Handler中，你可以編寫相應的處理代碼。處理完成后，使用MOV PC, LR指令返回到主程序。

需要注意的是，這個示例僅用于演示異常向量表的基本概念和用法。在實際開發中，你可能需要根據具體的硬件平臺和需求進行相應的調整和優化。

小結

本節我們介紹了ARM處理器的異常向量表，包括其位置、初始化過程以及如何使用異常向量表處理異常。通過學習本節內容，你應該對ARM匯編開發中的異常處理有了基本的了解。在之后的學習中，你可以更深入地探討各種異常類型以及如何編寫高效、穩定的異常處理程序。推薦閱讀：

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