[ARM 汇编]进阶篇—异常处理与中断—2.4.2 ARM处理器的异常向量表 ...

异常向量表简介

在ARM架构中，异常向量表是一组固定位置的内存地址，它们包含了处理器在遇到异常时需要跳转到的处理程序的入口地址。每个异常类型都有一个对应的向量地址。当异常发生时，处理器会自动跳转到对应的向量地址，并开始执行异常处理程序。
异常向量表的位置

ARM处理器的异常向量表位于内存的低地址空间。具体地址如下：
异常类型向量地址复位（Reset）0x00000000未定义指令（Undefined Instruction）0x00000004软件中断（SWI）0x00000008预取指令异常（Prefetch Abort）0x0000000C数据异常（Data Abort）0x00000010保留（Reserved）0x00000014外部中断（IRQ）0x00000018快速外部中断（FIQ）0x0000001C异常向量表的初始化

在ARM汇编开发中，我们需要在程序开始时初始化异常向量表。初始化过程包括将每个向量地址设置为对应的异常处理程序的入口地址。这通常通过将异常处理程序的地址存储在向量表中的相应位置来完成。
以下是一个初始化异常向量表的示例代码：

1. AREA Vectors, CODE, READONLY
2.     ; 复位向量
3.     LDR PC, Reset_Addr
4.     ; 未定义指令向量
5.     LDR PC, Undefined_Addr
6.     ; 软件中断向量
7.     LDR PC, SWI_Addr
8.     ; 预取指令异常向量
9.     LDR PC, Prefetch_Abort_Addr
10.     ; 数据异常向量
11.     LDR PC, Data_Abort_Addr
12.     ; 保留向量
13.     NOP
14.     ; 外部中断向量
15.     LDR PC, IRQ_Addr
16.     ; 快速外部中断向量
17.     LDR PC, FIQ_Addr
19.     ; 异常处理程序地址
20.     Reset_Addr          DCD _start
21.     Undefined_Addr      DCD Undefined_Handler
22.     SWI_Addr            DCD SWI_Handler
23.     Prefetch_Abort_Addr DCD Prefetch_Abort_Handler
24.     Data_Abort_Addr     DCD Data_Abort_Handler
25.     IRQ_Addr            DCD IRQ_Handler
26.     FIQ_Addr            DCD FIQ_Handler

复制代码

在这个示例中，我们首先使用AREA指令定义一个名为Vectors的代码段。接下来，我们将每个异常向量设置为对应的处理程序地址。例如，对于软件中断（SWI），我们将其向量地址设置为SWI_Handler。
在向量表的末尾，我们使用DCD指令定义每个异常处理程序的入口地址。这些地址将在处理器遇到异常时被加载到程序计数器（PC）寄存器，从而实现异常处理的跳转。
示例代码

以下是一个简单的示例代码，演示了如何使用异常向量表处理软件中断（SWI）：

1. ; 初始化异常向量表
2.     AREA Vectors, CODE, READONLY
3.     LDR PC, Reset_Addr
4.     LDR PC, Undefined_Addr
5.     LDR PC, SWI_Addr
6.     LDR PC, Prefetch_Abort_Addr
7.     LDR PC, Data_Abort_Addr
8.     NOP
9.     LDR PC, IRQ_Addr
10.     LDR PC, FIQ_Addr
12.     Reset_Addr          DCD _start
13.     Undefined_Addr      DCD Undefined_Handler
14.     SWI_Addr            DCD SWI_Handler
15.     Prefetch_Abort_Addr DCD Prefetch_Abort_Handler
16.     Data_Abort_Addr```assembly
17. DCD Data_Abort_Handler
18. IRQ_Addr            DCD IRQ_Handler
19. FIQ_Addr            DCD FIQ_Handler
21. ; 主程序
22. AREA Main, CODE, READONLY
23. _start
24.     ; 触发软件中断
25.     SWI 0
27. ; 异常处理程序
28. AREA Handlers, CODE, READONLY
29. Undefined_Handler
30.     B Undefined_Handler
32. SWI_Handler
33.     ; 在此处编写软件中断处理程序
34.     ; ...
35.     ; 返回到主程序
36.     MOV PC, LR
38. Prefetch_Abort_Handler
39.     B Prefetch_Abort_Handler
41. Data_Abort_Handler
42.     B Data_Abort_Handler
44. IRQ_Handler
45.     B IRQ_Handler
47. FIQ_Handler
48.     B FIQ_Handler

复制代码

在这个示例中，我们首先初始化异常向量表，然后在_start标签下的主程序中触发一个软件中断（SWI）。当软件中断发生时，处理器会自动跳转到SWI_Handler异常处理程序。
在SWI_Handler中，你可以编写相应的处理代码。处理完成后，使用MOV PC, LR指令返回到主程序。
需要注意的是，这个示例仅用于演示异常向量表的基本概念和用法。在实际开发中，你可能需要根据具体的硬件平台和需求进行相应的调整和优化。
小结

本节我们介绍了ARM处理器的异常向量表，包括其位置、初始化过程以及如何使用异常向量表处理异常。通过学习本节内容，你应该对ARM汇编开发中的异常处理有了基本的了解。在之后的学习中，你可以更深入地探讨各种异常类型以及如何编写高效、稳定的异常处理程序。
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