ARM的異常處理過程分析

作者：時(shí)間：2016-12-01 來源：網(wǎng)絡(luò)

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2.接下來就是異常處理函數(shù)對(duì)應(yīng)的操作，可以在進(jìn)入異常處理之前就進(jìn)行返回地址的調(diào)整，這樣后面就不用進(jìn)行處理啦，當(dāng)然也可以在返回過程中再調(diào)整。一般都是在這個(gè)過程中進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行壓棧操作，保存對(duì)應(yīng)的環(huán)境變量。調(diào)用實(shí)際的處理過程等。

3.出棧，恢復(fù)CPU的狀態(tài)和寄存器的值。由于第一步中已經(jīng)調(diào)整好返回地址，這一步不需要再次調(diào)整。當(dāng)然如果之前沒有調(diào)整，這里則需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

在uC/OS-II的官網(wǎng)移植中采用通用異常處理函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)異常的處理，下面我們來分析其中的部分代碼：

首先是處理器部分的移植，包括異常向量、異常的ID號(hào)，存儲(chǔ)異常處理函數(shù)地址的地址等：

/*ARM的異常ID號(hào)，支持7種類型的異常，每一種異常都存在一個(gè)ID號(hào)*/

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_RESET 0x00

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR 0x01

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI 0x02

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT 0x03

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT 0x04

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT 0x05

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ 0x06

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ 0x07

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_NBR 0x08

/*異常向量地址*/

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_RESET_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_RESET * 0x04 + 0x00) //0x00

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR * 0x04 + 0x00) //0x04

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI * 0x04 + 0x00) //0x08

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT * 0x04 + 0x00) //0x0c

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT * 0x04 + 0x00) //0x10

/*這個(gè)異常是ARM中不支持的異常*/

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT * 0x04 + 0x00) //0x14

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ * 0x04 + 0x00) //0x18

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ_VECT_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ * 0x04 + 0x00) //0x1c

/*存儲(chǔ)異常處理函數(shù)地址的地址*/

/* ARM exception handlers addresses */

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_RESET_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_RESET * 0x04 + 0x20) //0x20

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR * 0x04 + 0x20) //0x24

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI * 0x04 + 0x20) //0x28

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT_HANDLER_ADDR(OS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT * 0x04 + 0x20) //0x2c

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT * 0x04 + 0x20) //0x30

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT * 0x04 + 0x20) //0x34

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ * 0x04 + 0x20) //0x38

#defineOS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ_HANDLER_ADDR (OS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ * 0x04 + 0x20) //0x3c

/*存儲(chǔ)在異常向量中的內(nèi)容，實(shí)質(zhì)上是LDR PC,[PC,#0x18]的機(jī)器碼*/

#define OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_SELF 0xEAFFFFFE
/* ARM "Jump To Exception Handler"asminstruction */
#define OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER 0xE59FF018
異常的初始化函數(shù)，首先，完成了在異常向量中存儲(chǔ)指令的操作，采用機(jī)器碼的形式就能避免直接訪問寄存器什么的，其次，完成在固定的地址處存放對(duì)應(yīng)異常處理函數(shù)的地址。其中采用了賦值的形式也是需要注意的，采用的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換和指針相結(jié)合的形式。保證了是修改地址處的內(nèi)容。而不是修改地址。

/*初始化異常中斷向量*/

voidOS_CPU_InitExceptVect (void)

{

OS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR_VECT_ADDR是對(duì)應(yīng)中斷向量表的地址

OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER是保存了對(duì)應(yīng)的OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)指令）

實(shí)質(zhì)上就是在異常向量中存放了:LDR PC [PC, #0x18]，也就是讓PC指向?qū)?yīng)的異常處理地址中的內(nèi)容，

也就是實(shí)現(xiàn)到實(shí)際處理函數(shù)的跳轉(zhuǎn)。

異常處理地址中存儲(chǔ)了實(shí)際的異常處理函數(shù)的地址

其他的異常也有相同的操作，OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER是一個(gè)指令的機(jī)器碼形式

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_UNDEF_INSTR_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptUndefInstrHndlr;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_SWI_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptSwiHndlr;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_PREFETCH_ABORT_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptPrefetchAbortHndlr;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_DATA_ABORT_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptDataAbortHndlr;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_ADDR_ABORT_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptAddrAbortHndlr;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_IRQ_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptIrqHndlr;

/*在異常向量中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的操作，實(shí)質(zhì)上就是將PC值調(diào)轉(zhuǎn)*/

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ_VECT_ADDR) = OS_CPU_ARM_INSTR_JUMP_TO_HANDLER;

(*(INT32U *)OS_CPU_ARM_EXCEPT_FIQ_HANDLER_ADDR) = (INT32U)OS_CPU_ARM_ExceptFiqHndlr;

}

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