1、arm 软件中断的方法介绍SWI指令-软件中断实例详解关键字: SWI,指令,软件中断,实例,详解SWI，即 software interrupt软件中断。该指令产生一个 SWI异常。意思就是处理器模式改变为超级用户模式，CPSR 寄存器保存到超级用户模式下的 SPSR寄存器，并且跳转到 SWI向量。其 ARM指令格式如下：SWIcond immed_24Cond域：是可选的条件码 (参见 ARM 汇编指令条件执行详解).immed_24域：范围从 0 到 224-1 的表达式， (即 0-16777215)。用户程序可以使用该常数来进入不同的处理流程。一、方法 1：获取 immed_24操作
2、数。为了能实现根据指令中 immed_24操作数的不同，跳转到不同的处理程序，所以我们往往需要在 SWI异常处理子程序中去获得 immed_24操作数的实际内容。获得该操作数内容的方法是在异常处理函数中使用下面指令：LDR R0，LR,#-4该指令将链接寄存器 LR的内容减去 4后所获得的值作为一个地址，然后把该地址的内容装载进 R0。此时再使用下面指令，immed_24 操作数的内容就保存到了R0：BIC R0，R0，#0xFF000000该指令将 R0的高 8位清零，并把结果保存到 R0，意思就是取 R0的低 24位。可能还是有人会问：为什么在 SWI异常处理子程序中执行这两条指令后，im
3、med_24操作数的内容就保存到了 R0寄存器呢？之所以会有这样的疑问，基本都是因为对 LR寄存器的作用没了解清楚。下面介绍一下链接寄存器LR（R14）的作用。寄存器 R14(LR寄存器)有两种特殊功能:在任何一种处理器模式下，该模式对应的 R14寄存器用来保存子程序的返回地址。当执行 BL或 BLX指令进行子程序调用时，子程序的返回地址被放置在R14中。这样，只要把 R14内容拷贝到 PC中，就实现了子程序的返回（具体的子程序返回操作，这里不作详细介绍）。当某异常发生时，相应异常模式下的 R14被设置成异常返回的地址(对于某些异常，可能是一个偏移量，一个较小的常量)。异常返回类似于子程序返回
4、，但有小小的不同（这里不作详细介绍）。所谓的子程序的返回地址，实际就是调用指令的下一条指令的地址，也就是 BL或 BLX指令的下一条指令的地址。所谓的异常的返回的地址，就是异常发生前，CPU执行的最后一条指令的下一条指令的地址。例如：（子程序返回地址示例）指令 指令所在地址ADD R2，R1，R3 ;0x300000BL subC ;0x300004MOV R1,#2 ;0x300008BL指令执行后，R14 中保存的子程序 subC的返回地址是 0x300008。再例如：(异常返回地址示例)指令 指令所在地址ADD R2，R1，R3 ;0x300000SWI 0x98 ;0x300004MO
5、V R1,#2 ;0x300008SWI指令执行后，进入 SWI异常处理程序，此时 R14中保存的返回地址为0x300008。所以，在 SWI异常处理子程序中执行 LDR R0，LR,#-4语句，实际就是把产生本次 SWI异常的 SWI指令的内容(如：SWI 0x98)装进 R0寄存器。又因为SWI指令的低 24位保存了指令的操作数(如：0x98)，所以再执行 BIC R0，R0，#0xFF000000 语句，就可以获得 immed_24操作数的实际内容。二、方法 2：使用参数寄存器。实际上，在 SWI异常处理子程序的实现时，还可以绕开 immed_24操作数的获取操作，这就是说，我们可以不去
6、获取 immed_24操作数的实际内容，也能实现 SWI异常的分支处理。这就需要使用 R0-R4寄存器，其中 R0-R4可任意选择其中一个，一般选择 R0，遵从 ATPCS原则。具体方法就是，在执行 SWI指令之前，给 R0赋予某个数值，然后在 SWI异常处理子程序中根据 R0值实现不同的分支处理。例如：指令 指令所在地址MOV R0,#1 ; #1给 R0SWI 0x98 ; 产生 SWI中断,执行异常处理程序SoftwareInterruptADD R2，R1，R3 ;SWI异常处理子程序如下SoftwareInterruptCMP R0, #6 ; if R0 6LDRLO PC, PC
7、, R0, LSL #2 ; if R0 6,PC = PC + R0*4,else nextMOVS PC, LRSwiFunctionDCD function0 ;0DCD function1 ;1DCD function2 ;2DCD function3 ;3DCD function4 ;4DCD function5 ;5Function0异常处理分支 0代码Function1异常处理分支 1代码function2异常处理分支 2代码function3异常处理分支 3代码function4异常处理分支 4代码function5异常处理分支 5代码在 ARM体系结构中，当正确读取了 PC的
8、值时，该值为当前指令地址值加 8字节，也就是说，对于 ARM指令集来说，读出的 PC值指向当前指令的下两条指令的地址，本例中就是指向 SwiFunction 表头 DCD function0 这个地址，在该地址中保存了异常处理子分支 function0的入口地址。所以，当进入 SWI异常处理子程序 SoftwareInterrupt时，如果 R0=0，执行 LDRLO PC, PC, R0, LSL #2语句后，PC 的内容即为 function0的入口地址，即程序跳转到了function0执行。在本例中，因为 R0=1，所以，实际程序是跳转到了function1执行。R0 左移 2位（LDRLO PC, PC, R0, LSL #2）,即 R0*4，是因为 ARM指令是字(4 个字节)对齐的 DCD function0等伪指令也是按 4字节对齐的。在本方法的实现中，实际指令中的 24位立即数（immed_24 域）被忽略了，就是说 immed_24域可以为任意合法的值。如在本例中，不一定使用 SWI 0x98，还可以为 SWI 0x00或者 SWI 0x01等等，程序还是会进入 SWI异常处理子程序 SoftwareInterrupt，然后根据 R0的内容跳转到相应的子分支。
