arm workbench ide 用户指南_ARM_异常和中断
ARM_异常和中断
问题1.中断向量表为于存储器的什么位置?
ARM7系列,除ARM720T可以放高端地址,ARM9或更高都放高端地址上。
2.FIQ或IRQ异常返回指令是什么?
答案见下面。。。。
3.什么类型的异常优先级最高?
复位(Reset)
4.什么指令可以放在中断向量表?
①B 指令(优点:操作方便;缺点:范围PC正负32MB) 为什么BL不可以?
②MOV (优点4G范围内不受地址范围,但是受合法立即数的限制)
③LDR 不受空间限制,不受立即数限制,但它是伪指令,编译器自动转换为
LDR PC,[PC,#offset] 缺点offset的范围是 正负4095
5.FIQ的什么特点使得它处理的速度比IRQ快?(面试题)
①FIQ向量位于向量表的最末端,不需执行跳转指令,可以往后直接执行ISR
②FIQ有5个的私有寄存器(r8_fiq到r12_fiq),异常处理时不需要考虑保护及异常处理返回时的恢复
6.在嵌套的中断处理程序中,如何确保LR没被破坏?
①模式的切换
一、异常处理
二、异常返回指令
1.MOVS PC,LR 当PC作为目的寄存器时,S 表示pc给lr的同时,恢复SPSR_<MODE>到CPSR
2.从SWI(管理模式)和undef异常返回:MOVS PC,LR
3.从FIQ, IQR和预取异常(prefect abort)返回:subs pc, lr, #4
4.从数据异常(Data Abort)返回:SUBS PC, LR, #8
5.如果LR之前被压栈的话使用LDM “^”: LDMFD SP ! , {PC}^
三、异常的优先级
1.先理解下中断的优先级(嵌套。。。)高优先级可以中断低优先级的;
1.异常在当前指令执行完成之后才被响应。
2.多个异常可以在同一时间产生
3. 当高优先和低优先级同时出现异常时:异常指定了优先级和固定的服务顺序。(Reset最高,Undefined 最低)
四、向量表指令 B MOV LDR
五、异常处理中的工作
1.与异常发生相关的模式改变意味着所调用的异常处理程序至少访问:
①私有的SP_<mode>(堆指针)
②私有的LR_<mode>(链接结存器)
③私有的SPSR_<mode>(备份程序状态寄存器)
④在FIQ异常处理中,另有5个私有的通用寄存器(r
8_fiq - r12_fiq)
⑤其他寄存器是所有模式共用的。
2.异常处理程序必须确保其他的寄存器在退出前恢复到原来的状态
3.这可以通过将任何正在使用的寄存器的内容保存在堆栈中,并在返回前恢复来实现。
六、中断处理
1.ARM 有2级外部中断FIQ和IRQ;
①什么是外部中断?外部中断一般是由计算机外设发出的中断请求,外部中断是可以屏蔽的中断,即可以利用中断控制器可以屏蔽这些外部设备的中断请求。从内核的角度,nFIQ和nIRQ(2根中断线);从硅片的角度
②SFR(特殊功能寄存器)适用于管理外设,有地址,
③通用寄存器,实现通用的目的,无地址可言
2.
3.注意:通常中断处理程序总是应该包含清除中断的代码。
七、FIQ和IRQ
1.当多个中断产生时,CPU优先处理FIQ
2.处理FIQ时禁止IRQ,知道FIQ处理完成;
3.可以有多个FIQ中断源,但是考虑到系统性能应避免嵌套。
八、C语言中的简单中断处理程序
1.在C中可以在函数定义时使用关键词“__irq”(只能IDE编译环境中,armcc)
2.程序退出使用正确的返回指令(修正pc = lr – 4 并从spsr恢复cpsr)
3.启动代码,写好了堆栈的分配(1097行)
九、中断处理函数的3大特点
1.所有的中断不能显示调用,必须中断触发,被动执行
2.中断处理函数,不能传参(外设中断,swp不是外设触发的)
3.外设中断不能有返回值
十、中断重新使能的问题
1.当另外一个中断抢先当前中断,如果程序员使用下边特殊的步骤来防止系统状态丢失,中断可以嵌套
①保存IRQ状态的LR(LR_irq)
②保存IRQ状态的SPSR(SPSR_IRQ)
2.当中断可重入时(不可重入就是中断不能被打破),在中断处理程序中使用“BL”必须特别小心,如果第2个中断产生,BL调用的返回值(LR_irq)可能被冲掉,子程序将错误的返回,导致无限循环。解决方法:在使用”BL”之前改变模式(通常使用sys系统模式LR_usr)来避免LR_irq被冲掉。。。。
3.处理程序结束后,必须切换回IRQ模式,同时禁止中断(来避免在恢复SPSR_irq到一个临时的寄存器中后被冲掉)
十一、软中断
1.用户主动调用SWI
2.SWI调用
1.汇编中SWI的调用使用“SWI中断号”实现; 例如: SWI 0x12
2.小心在汇编中如果SWI调用时处于Supervisor模式将会冲掉LR_SVC(管理模式下的LR)。
解决方法:在SWI调用之前对LR_svc压栈保护。(因为不能预知什么IRQ会发生)
3.传递参数到SWIs,C语言中,关键字“__swi”允许最多4个参数,使用r0-r3来传递,注意:因为SWI调用将切换到supervisor模式,所以不能采用堆栈来传递参数(因为模式切换,SP也伴随切换,即就找不到之前模式下栈的位置)
函数的申明:__swi(0x123456) void hander(unsigned op, char *s);
函数的调用:hander(0x4, “hello”);
4.存取SWI号
1.ARM核中不提供直接传递软中断(SWI)号到处理程序的机制。
2.SWI处理程序必须定位SWI指令,并提取SWI指令中的常数域(软中断号)
3.为此,SWI处理程序必须确定SWI调用在哪一种状态(ARM/Thumb)
4.通过ARM状态下LR-4,Thumb状态下LR-2,来确定SWI指令的位置。
C/C++和汇编的混合编程
一、优化级别
a) –O0
b) –O1
c) –O2
二、自动优化
a) C中关键字,Volatitle的作用:①告诉编译器不要对其进行优化②优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。
三、内嵌函数inline(执行时间没有调用时间长时??)
a) 内嵌函数通过删除子函数调用的开销来提高性能。
四、C/C++和汇编的混合编程
五、为什么在ARM里要竟可能的避免用除法?
a) 因为除法,需要调用库,空间和效率上双重浪费。
六、参数传递时,被推荐的最大量是多少?
a) r0-r3 共4个,多余的参数使用堆栈。(需要额外的指令和慢速操作的存储)
七、__packed属性(按字节对齐)
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