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2020年02月06日 | ARM多种异常的处理

2020-02-06 来源：eefocus

ARM中的流水线分为：取值，译码，执行，仿存，回写这五步，SWI（软中断）和UND中断都出现在译码阶段，而其他5种中断都发生在执行阶段。SWI和UND异常两种处理方法步骤都差不多，但是如果是异常出现在执行阶段要怎么样处理呢？

int main()

10 {

11 //发生异常时会进入异常模式跳转到0000 0004地址处理异常事件

12 unsigned long source_addr=data_abort_init();

13 //异常事件处理函数

14 printf("swi_souce addr is %xn",source_addr);

15 //将异常处理地址的值放到0x60000004

16 memcopy(0x60000010,source_addr,0x1000);

18 enable_mmu();

19 //内存映射将0x00000004映射到0x6000000004

20 __asm__ __volatile__(

21 "mov r0, #1n"

22 "ldr r1, [r0]n"

23 );

24 printf("welcome back! n");

27 }

如果代码中的汇编语言执行的时候将会发生DATA Abrot异常，将会到0x0000010地址区执行处理代码其中，处理执行的时候发生异常和处理译码时候的异常都大同小异。但是需要注意的是：

2 int (*printf)(char *, ...) = 0xc3e114d8;

4 void init_ttb(unsigned long *addr);

5 void enable_mmu(void);

6 unsigned long data_abort_init();

7 void memcopy(unsigned long* dest,unsigned long* source,int len);

9 int main()

10 {

11 //发生OBORT异常时会进入异常模式跳转到0000 0010地址处理异常事件

12 unsigned long source_addr=data_abort_init();

13 //异常事件处理函数

14 printf("swi_souce addr is %xn",source_addr);

15 //将异常处理地址的值放到0x600000010

16 memcopy(0x60000010,source_addr,0x1000);

18 enable_mmu();

19 //内存映射将0x00000004映射到0x6000000004

20 __asm__ __volatile__(

21 "mov r0, #1n"

22 "ldr r1, [r0]n"

23 );

24 printf("welcome back! n");

27 }

29 void memcopy(unsigned long* dest,unsigned long* source,int len)

30 {

31 int i=0;;

32 for(i=0;i 33 dest[i]=source[i];

34 }

36 unsigned long data_abort_init()

37 {

38 unsigned long source;

39 __asm__ __volatile__(

41 "ldr %0, =voliate_startn"

42 : "=r" (source)

43 );

46 return source;

48 }

50 __asm__(

52 "voliate_start:n"

53 //跳转要分三部:

54 //1:将PC保存到新模式下的lr中；

55 //2:将CPSR保存在SPSR中

56 //3:初始化SP

57 //前两步由硬件完成，而第三部需要手动完成

58 "sub lr, lr, #4n"

59 "mov sp, #0x66000000n"//初始化SP

60 "stmfd sp!, {r0-r12, lr}n"//初始化sp，入栈保护寄存器

61 //打印一句话

62 "ldr r0, =data_stringn"

63 "ldr r2, shown"

64 "blx r2n"

65 //跳回来分两部

66 //1:将CPSR保存在SPSR中

67 //2:将PC保存到新模式下的lr中；

68 "mov sp, #0x66000000n"//

69 "ldmea sp, {r0-r12, pc}^n"//

71 "show:n"

72 ".word 0xc3e114d8n"

74 "data_string:n"

75 ".asciz "hello DATA_ABORT!\n" n"

77 );

79 void init_ttb(unsigned long *addr)

80 {

81 unsigned long va = 0;//定义虚拟地址

82 unsigned long pa = 0;//定义物理地址

84 //40000000-------80000000 ==== 40000000------80000000

85 for(va=0x40000000; va<=0x80000000; va+=0x100000){

86 pa = va;

87 addr[va >> 20] = pa | 2;

88 //|2的目的是将0-2位置为10此时将是小页模式4K

89 }

91 //00000000-------10000000 ==== 60000000------70000000

92 for(va=0x00000000; va<=0x10000000; va+=0x100000){

93 pa = va+0x60000000;

94 addr[va >> 20] = pa | 2;

95 }

97 //10000000-------14000000 ==== 10000000------14000000

98 for(va=0x10000000; va<=0x30000000; va+=0x100000){

99 pa = va;

100 addr[va >> 20] = pa | 2;

101 }

102

103 //30000000-------40000000 ==== 50000000------60000000

104 for(va=0x30000000; va<0x40000000; va+=0x100000){

105 pa = va + 0x20000000;

106 addr[va >> 20] = pa | 2;

107 }

108 }

109

110 void enable_mmu(void)

111

112 {

113 unsigned long addr = 0x70000000;

114 init_ttb(addr);

115 //step:初始化页表

116

117 unsigned long mmu = 1 | (1 << 1) | (1 << 8);

118 //将MMU的第0,1,8位置1

119 __asm__ __volatile__(

120 "mov r0, #3n"

121 "MCR p15, 0, r0, c3, c0, 0n"//manager

122 "MCR p15, 0, %0, c2, c0, 0n"//addr

123 "MCR p15, 0, %1, c1, c0, 0n"// enable mmu

124 :

125 : "r" (addr), "r" (mmu)

126 : "r0"

127 );

128 printf("MMU is enable!n");

129 }

观察处理模块中58行有一句 "sub lr, lr, #4n"特别要注意这句的重要性，是因为当程序执行发生错误的时候，调用PC-->LR CPSR-->SPSR LR--->PC SPSR--->CPSR。而回来的时候PC却跑到了下一条指令去了。

如果很难理解的话，不妨先记得除了UND和SWI模式，其他的异常模式都需要在处理前将PC的指令前移动一位好了。

接下来是处理多种异常了，因为在实际中，只出现一种异常的情况很少，一般都是几种异常同时出现，假如是出现的是UND和DATAABORT异常，寄存器先会到04地址去处理UND，但是问题来了，假如处理处理UND异常的指令很长（因为一般不止6个字节），这时候又遇到了ABORT异常当到10地址取处理ABORT异常的时候，取到的却不是想要的值。

为了解决这个问题，在处理的时候我们对应构建一张异常向量表，当到对应地址去寻找解决异常的时候，B到对应的解决方法里去！实现一个二级的跳转，这样，多种异常同时来我也不怕不怕啦！

2 int (*printf)(char *, ...) = 0xc3e114d8;

4 void init_ttb(unsigned long *addr);

5 void enable_mmu(void);

6 unsigned long data_abort_init();

7 void memcopy(unsigned long* dest,unsigned long* source,int len);

9 int main()

10 {

11 //发生异常时会进入异常模式跳转到0000 0004地址处理异常事件

12 unsigned long source_addr=data_abort_init();

13 //异常事件处理函数

14 printf("swi_souce addr is %xn",source_addr);

15 //将异常处理地址的值放到0x60000004

16 memcopy(0x60000000,source_addr,0x1000);

18 enable_mmu();

19 //内存映射将0x00000004映射到0x6000000004

20 __asm__ __volatile__(

21 ".word 0x77777777n"

22 "mov r0, #1n"

23 "ldr r1, [r0]n"

24 );

25 printf("welcome back! n");

28 }

30 void memcopy(unsigned long* dest,unsigned long* source,int len)

31 {

32 int i=0;;

33 for(i=0;i 34 dest[i]=source[i];

35 }

37 unsigned long data_abort_init()

38 {

39 unsigned long source;

40 __asm__ __volatile__(

41 "ldr %0, =voliate_startn"

42 : "=r" (source)

43 );

46 return source;

48 }

50 __asm__(

52 "voliate_start:n"

53 //跳转目录

54 " b resetn"

55 " b undefinedn"

56 " b swin"

57 " b pre_abtn"

58 " b data_abtn"

59 " .word 0n"//占位符号，一个位占4个字节

60 " b irqn"

61 " b fiqn"

62 "n"

64 //跳转要分三部:

65 //1:将PC保存到新模式下的lr中；

66 //2:将CPSR保存在SPSR中

67 //3:初始化SP

68 //前两步由硬件完成，而第三部需要手动完成

69 "reset:n"

ARM 多种异常

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