ARM汇编语言指令（1）

 

• Handling Processor Exception

 

Exception	Description
Reset	复位中断，中断向量在 0x0000 处
Undefined Instruction	un-recognized executing instruction
Software Interrupt(SWI)	用户中断，提供了在用户模式下请求执行监控模式功能的方法，例如调用 RTOS function
Prefetch Abort	用于地址非法，导致了处理器不能执行取址
Data Abort	到数据传输时， load 或 store 地址非法
IRQ	外部中断发生（低电平有效）
FIQ	Fast Interrupt Requset 发生（低电平有效）

 

通常情况下，应用运行于用户模式，但是异常处理需要运行于特权模式（即非用户模式），异常模式能够访问如下寄存器：

该模式下的r13或Stack Pointer(sp_mode)

该模式下的r14或Link Register(lr_mode)

该模式下的Saved Program Status Register(spsr_mode)

在FIQ模式下，还能够方位r8_FIQ－r12_FIQ。

 

• 中断优先级

Vector address	Exception type	Exception mode	Priority(1=H, 6=Low)
0x0	Reset	Supervisor(SVC)	1
0x4	Undefined Instruction	Undef	6
0x8	Software Interrupt(SWI)	Supervisor(SVC)	6
0xC	Prefetch Abort	Abort	5
0x10	Data Abort	Abort	2
0x14	Reserved	Not application	Not application
0x18	Interrupt(IRQ)	Interrupt(IRQ)	4
0x1C	Fast Interrupt(FIQ)	Fast Interrupt(FIQ)	3

 

• 进入异常处理

将CPSR拷贝到SPSR，在SPSR中保存the current mode，interrupt mask及condition flags。改变CPSR到合适的模式，map in the appropriate banked register for that mode。其它异常发生时，屏蔽IRQ；在FIQ和reset发生时，屏蔽FIQ。将中断返回地址存入到lr_mode。将PC指向中断向量表中指定的地址。

 

• 基本概念

ARM：Advanced RISC Machines

RISC：Reduced Instruction Set Computer(精简指令集)

 

ARM支持7种处理器模式，正常情况下，程序在用户模式下执行，当软件异常或硬件中断发生时，进入相应的处理器模式。

处理器模式	说明	Visible Thumb state registers	Visible ARM state registers
User 用户	正常程序执行模式	R7..R0, LR, SP, PC, CPSR	R14..R0, PC, CPSR
FIQ	支持高速数据传送或通道处理	R7..R0 ， LR_fiq, SP_fiq, PC, CPSR, SPSR_fiq	R7..R0, R14_fiq..R8_fiq, PC, CPSR, SPSR_fiq
IRQ	通用中断处理	R7..R0 ， LR_irq, SP_irq, PC, CPSR, SPSR_irq	R12..R0 ， R14_irq, R13_irq, PC, CPSR, SPSR_irq
Supervisor(svc)	操作系统保护模式	R7..R0 ， LR_svc, SP_svc, PC, CPSR, SPSR_svc	R12..R0, R14_svc,R13_svc PC, CPSR, SPSR_svc
Abort	实现虚拟存储 / 存储器保护	R7..R0 ， LR_abt, SP_abt, PC, CPSR, SPSR_abt	R12..R0 ， R14_abt, R13_abt, PC, CPSR, SPSR_abt
Undefined	支持硬件辅助计算器的软件仿真	R7..R0 ， LR_und, SP_und, PC, CPSR, SPSR_und	R12..R0 ， R14_und, R13_und, PC, CPSR
System	执行操作系统工作	R7..R0 ， LR, SP, PC, CPSR	R14..R0, PC, CPSR

 

通常情况下，程序执行于用户模式，如果发生外部中断IRQ，就进入IRQ处理器模式，这时使用分组寄存器r13_irq和r14_irq，而不是使用r13和r14。R15是程序计数器PC，它指向正在取指的指令而不是正在执行的指令。由于ARM7中的三条流水线，读取的PC指针，总是比当前执行的汇编代码的地址多8。

        mov pc, pc

这条指令将使程序跳转到当前指令的下下条指令（即跳过一条指令）执行程序。

        sub, pc, pc, #4

执行的是下一条指令

        sub, pc, pc, #8

则是一条死循环

R14：当执行带链接分支的指令BL时，得到R15的副本

R13：作为堆栈指针（SP），通常在BOOT程序里把R13初始化为指向异常模式分配的堆栈。

对未定义模式堆栈进行初始化 UNDEFMODE                  DEFINE                  0x1b(00011011) MODEMASK                    DEFINE                  0x1f(00001111) NOINT                               DEFINE                  0xc0(11000000)   mrs   r0, cpsr                        bic         r0, r0, #MODEMASK                ; 把 cpsr 的低 4 位清零 orr         r1, r0, #UNDEFMODE | NOINT msr        cpsr_cxsf, r1 ldr         sp, =UndefStack                ; 把堆栈的位置送给 SP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ARM处理器支持程序状态寄存器存取指令，用于程序状态寄存器和通用寄存器之间交换内容。

MRS：程序状态寄存器到通用寄存器的数据传递指令

MSR：通用寄存器到程序状态寄存器的数据传递指令

由于 ARM 用 r14 来保存子程序的返回地址而不需要调用堆栈获得，故 ARM 的子程序调用很快。