用于在 LPC2148 ARM 处理器上创建中断向量的汇编代码

Question

我最近才开始使用 LPC2148 ARM 处理器。

我试图理解一些关于创建中断向量的汇编代码。

代码如下:

// Runtime Interrupt Vectors
// -------------------------
Vectors:
        b     _start                    // reset - _start
        ldr   pc,_undf                  // undefined - _undf
        ldr   pc,_swi                   // SWI - _swi
        ldr   pc,_pabt                  // program abort - _pabt
        ldr   pc,_dabt                  // data abort - _dabt
        nop                             // reserved
        ldr   pc,[pc,#-0xFF0]           // IRQ - read the VIC
        ldr   pc,_fiq                   // FIQ - _fiq

#if 0
// Use this group for production
_undf:  .word _reset                    // undefined - _reset
_swi:   .word _reset                    // SWI - _reset
_pabt:  .word _reset                    // program abort - _reset
_dabt:  .word _reset                    // data abort - _reset
_irq:   .word _reset                    // IRQ - _reset
_fiq:   .word _reset                    // FIQ - _reset

#else
// Use this group for development
_undf:  .word __undf                    // undefined
_swi:   .word __swi                     // SWI
_pabt:  .word __pabt                    // program abort
_dabt:  .word __dabt                    // data abort
_irq:   .word __irq                     // IRQ
_fiq:   .word __fiq                     // FIQ

__undf: b     .                         // undefined
__swi:  b     .                         // SWI
__pabt: b     .                         // program abort
__dabt: b     .                         // data abort
__irq:  b     .                         // IRQ
__fiq:  b     .                         // FIQ
#endif
        .size _boot, . - _boot
        .endfunc

我完全不明白这是怎么回事。如果有人能向我解释这个过程，特别是这里如何使用 ldr 指令，我将不胜感激。

塔尔

Answer 1

我将删除条件代码，因为它只会使事情复杂化:

// Runtime Interrupt Vectors
// -------------------------
Vectors:
        b     _start                    // reset - _start
        ldr   pc,_undf                  // undefined - _undf
        ldr   pc,_swi                   // SWI - _swi
        ldr   pc,_pabt                  // program abort - _pabt
        ldr   pc,_dabt                  // data abort - _dabt
        nop                             // reserved
        ldr   pc,[pc,#-0xFF0]           // IRQ - read the VIC
        ldr   pc,_fiq                   // FIQ - _fiq

_undf:  .word __undf                    // undefined
_swi:   .word __swi                     // SWI
_pabt:  .word __pabt                    // program abort
_dabt:  .word __dabt                    // data abort
_irq:   .word __irq                     // IRQ
_fiq:   .word __fiq                     // FIQ

__undf: b     .                         // undefined
__swi:  b     .                         // SWI
__pabt: b     .                         // program abort
__dabt: b     .                         // data abort
__irq:  b     .                         // IRQ
__fiq:  b     .                         // FIQ

        .size _boot, . - _boot
        .endfunc

让我们先看看重置/启动向量:

b   _start

该指令是指向标记为“_start”的代码的无条件分支(跳转)，我在您的代码段中看不到它。基本上它将是初始化堆栈和处理器寄存器的程序集，也许一些内存区域然后可能跳转到执行大部分初始化的 C 例程。

接下来是执行无效指令时 ARM 将转到的“未定义”向量(如果我没记错的话):

ldr pc, _undf

该指令将“_undf”符号处的地址加载到pc 寄存器(“程序计数器”或指令指针)。如果我们查看 _undf 变量，它包含由符号 __undf 表示的地址。所以 ldr pc, _undf 指令用 __undf 的地址加载 pc - 跳转到 __undf:。

在 __undf 我们看到:

__undf: b     .  

那只是指向同一地址的分支 - 无限循环(. 符号表示“此处”或“此位置”)。

因此对于这些向量中的大多数(它们遵循与未定义向量相同的技术)，它们只会跳转到小的无限循环。您可以将这些标签处的无限循环替换为适合所讨论向量的代码，但许多项目不会这样做，因为触发这些向量会表示某种严重错误。

最后，最有趣的向量槽是 IRQ 向量:

ldr   pc,[pc,#-0xFF0]           // IRQ - read the VIC

这看起来像是 NXP 设备的处理程序。

它将从相对于 pc 寄存器的内存位置读取的值加载到 pc 寄存器中。因为在 ARM 架构上，IRQ 向量总是在地址 0x00000018(我将忽略可以将向量映射到别处的实现或使用不同向量模型的 Cortex-M3 之类的 ARM)并且因为指令流水线对使用 PC 寄存器值进行寻址的影响，该指令将读取的内存位置将是 0xFFFFF030，这是内存的地址-在“向量中断 Controller ”(VIC) 中映射的 VICVectAddr 寄存器:

 'apparent'      Pipeline      offset in      effective
  PC value        effect       the opcode      address
-------------   ------------   -----------    ----------
  0x00000018  +  0x00000008  -  0x0000ff0  == 0xfffff030

这个设备寄存器将包含刚刚发生的中断的中断处理程序的地址(当然 VIC 需要正确初始化以便它知道该地址)。

因此，当 ldr pc,[pc,#-0xFF0] 指令执行时，它会将中断处理程序地址加载到 pc 寄存器中适当的设备(基本上，跳转到正确的中断处理程序)。