SWI指令---軟件中斷實例詳解
關鍵字: SWI,指令,軟件中斷,實例,詳解
SWI，即software interrupt軟件中斷。該指令產生一個SWI異常。意思就是處理器模式改變爲超級用戶模式，CPSR寄存器保存到超級用戶模式下的SPSR寄存器，並且跳轉到SWI向量。其ARM指令格式如下：
SWI{cond} immed_24
Cond域：是可選的條件碼 (參見 ARM彙編指令條件執行詳解).
immed_24域：範圍從 0 到 224-1 的表達式， (即0-16777215)。用戶程序可以使用該常數來進入不同的處理流程。
一、方法1：獲取immed_24操作數。
爲了能實現根據指令中immed_24操作數的不同，跳轉到不同的處理程序，所以我們往往需要在SWI異常處理子程序中去獲得immed_24操作數的實際內容。獲得該操作數內容的方法是在異常處理函數中使用下面指令：
LDR R0，[LR,#-4]
該指令將鏈接寄存器LR的內容減去4後所獲得的值作爲一個地址，然後把該地址的內容裝載進R0。此時再使用下面指令，immed_24操作數的內容就保存到了R0：
BIC R0，R0，#0xFF000000
該指令將R0的高8位清零，並把結果保存到R0，意思就是取R0的低24位。
可能還是有人會問：爲什麼在SWI異常處理子程序中執行這兩條指令後，immed_24操作數的內容就保存到了R0寄存器呢？之所以會有這樣的疑問，基本都是因爲對LR寄存器的作用沒了解清楚。下面介紹一下鏈接寄存器LR（R14）的作用。
寄存器R14(LR寄存器)有兩種特殊功能:
·在任何一種處理器模式下，該模式對應的R14寄存器用來保存子程序的返回地址。當執行BL或BLX指令進行子程序調用時，子程序的返回地址被放置在R14中。這樣，只要把R14內容拷貝到PC中，就實現了子程序的返回（具體的子程序返回操作，這裏不作詳細介紹）。
·當某異常發生時，相應異常模式下的R14被設置成異常返回的地址(對於某些異常，可能是一個偏移量，一個較小的常量)。異常返回類似於子程序返回，但有小小的不同（這裏不作詳細介紹）。
所謂的子程序的返回地址，實際就是調用指令的下一條指令的地址，也就是BL或BLX指令的下一條指令的地址。所謂的異常的返回的地址，就是異常發生前，CPU執行的最後一條指令的下一條指令的地址。
例如：（子程序返回地址示例）
指令 指令所在地址
ADD R2，R1，R3 ;0x300000
BL subC ;0x300004
MOV R1,#2 ;0x300008
BL指令執行後，R14中保存的子程序subC的返回地址是0x300008。
再例如：(異常返回地址示例)
指令 指令所在地址
ADD R2，R1，R3 ;0x300000
SWI 0x98 ;0x300004
MOV R1,#2 ;0x300008
SWI指令執行後，進入SWI異常處理程序，此時R14中保存的返回地址爲0x300008。
所以，在SWI異常處理子程序中執行 LDR R0，[LR,#-4]語句，實際就是把產生本次SWI異常的SWI指令的內容(如：SWI 0x98)裝進R0寄存器。又因爲SWI指令的低24位保存了指令的操作數(如：0x98)，所以再執行BIC R0，R0，#0xFF000000語句，就可以獲得immed_24操作數的實際內容。
二、方法2：使用參數寄存器。
實際上，在SWI異常處理子程序的實現時，還可以繞開immed_24操作數的獲取操作，這就是說，我們可以不去獲取immed_24操作數的實際內容，也能實現SWI異常的分支處理。這就需要使用R0-R4寄存器，其中R0-R4可任意選擇其中一個，一般選擇R0，遵從ATPCS原則。
具體方法就是，在執行SWI指令之前，給R0賦予某個數值，然後在SWI異常處理子程序中根據R0值實現不同的分支處理。例如：
指令 指令所在地址
MOV R0,#1 ; #1給R0
SWI 0x98 ; 產生SWI中斷,執行異常處理程序SoftwareInterrupt
ADD R2，R1，R3 ;
;SWI異常處理子程序如下
SoftwareInterrupt
CMP R0, #6 ; if R0 < 6
LDRLO PC, [PC, R0, LSL #2] ; if R0 < 6,PC = PC + R0*4,else next
MOVS PC, LR
SwiFunction
DCD function0 ;0
DCD function1 ;1
DCD function2 ;2
DCD function3 ;3
DCD function4 ;4
DCD function5 ;5
Function0
異常處理分支0代碼
Function1
異常處理分支1代碼
function2
異常處理分支2代碼
function3
異常處理分支3代碼
function4
異常處理分支4代碼
function5
異常處理分支5代碼
在ARM體系結構中，當正確讀取了PC的值時，該值爲當前指令地址值加8字節，也就是說，對於ARM指令集來說，讀出的PC值指向當前指令的下兩條指令的地址，本例中就是指向SwiFunction 表頭DCD function0 這個地址，在該地址中保存了異常處理子分支function0的入口地址。所以，當進入SWI異常處理子程序SoftwareInterrupt時，如果R0=0，執行LDRLO PC, [PC, R0, LSL #2]語句後，PC的內容即爲function0的入口地址，即程序跳轉到了function0執行。在本例中，因爲R0=1，所以，實際程序是跳轉到了function1
執行。R0左移2位（LDRLO PC, [PC, R0, LSL #2]）,即R0*4，是因爲ARM指令是字(4個字節)對齊的DCD function0等僞指令也是按4字節對齊的。在本方法的實現中，實際指令中的24位立即數（immed_24域）被忽略了， 就是說immed_24域可以爲任意合法的值。如在本例中，不一定使用SWI 0x98，還可以爲SWI 0x00或者SWI 0x01等等，程序還是會進入SWI異常處理子程序SoftwareInterrupt，然後根據R0
的內容跳轉到相應的子分支。
三、KEIL CARM編譯器中SWI的使用方法：
待續
四、ADS中C語言編程SWI的使用方法：
待續
