ARM系统调用异常 – ARM内核（四）

A7处理器异常swi和M3处理器异常svc

1. SWI

在需要软件中断处调用

__SWI  0xNum           ;Num为SWI中断处理模块的编 ，见表SwiFunction;软件中断

进入软件中断向量表位置进行执行，其中软件中断向量表一般会直接保存在r0的低3直接用来存储系统调用编 ，后面通过汇编向量表的处理方式进行编 细节的入口处理，跳转对应的处理流程当中去。

SWI_Exception_Function

CMP     R0, #12 ;R0中的SWI编 是否大于最大值

/* 下面这句语句把 (LDRLO这条指令的地址+8+ R0*4) 的地址装载到PC寄存器，举例如果上面的 Num=”1″，也就是R0 =

1, 假设LDRLO这条指令的地址是0x00008000,那么根据ARM体系的3级流水线 PC寄存器里指向是下两条指令 于是PC ＝

0x00008008  也就是伪指令DCD TASK_SW 声明的标 TASK_SW  的地址，注意DCD TASK_SW 这条指令本身不是ARM能执行的指令，也不会占有地址，这条指令靠汇编器汇编成可执行代码，它的意义就是声明

TASK_SW的地址，  , [PC, R0, LSL #2] 这个寻址方式就是 PC + R0的值左移2位的值( 0x01

=> 0x04 )，这样PC的值就是0x0000800C, 即ENTER_CRITICAL的地址于是ARM执行该标 下的任务 */

2. svc

一个特殊的中断：SVCall

简述：一种由程序进行触发的中断，默认开启

起源：SVC（系统服务调用，亦简称系统调用）多用于在操作系统之上的软件开发中。SVC 用于产生系统函数的调用请求。例如，操作系统不让用户程序直接访问硬件，而是通过提供一些系统服务函数，用户程序使用 SVC 发出对系统服务函数的呼叫请求，以这种方法调用它们来间接访问硬件。因此，当用户程序想要控制特定的硬件时，它就会产生一个 SVC 异常，然后操作系统提供的 SVC 异常服务例程得到执行，它再调用相关的操作系统函数，后者完成用户程序请求的服务。

用途：可以通过设置，使得一段代码能够被某些中断打断，而不能被另外一些中断打断，比如可用于确保模拟IIC的时序不被打断而造成通信失败

注意：

• 　SVC  异常是必须立即得到响应的（若因优先级不比当前正处理的高，或是其它原因使之无法立即  响应，将引发HardFault）
•    主从优先级等等概念和普通中断相同（且地位相同，即该特殊中断其实也不特殊）//祝：默认情况下，除HardFault和NMI,其它中断的优先级均为0,0（附加提醒，group设置需先于priority设置），！！BUT！！，中断优先级的设置需要这么调用：NVIC_SetPriority(SVCall_IRQn,NVIC_EncodePriority(NVIC_GetPriorityGrouping(), 1, 1));

 在C中使用SVCall

　　SVC服务函数使用堆栈进行参数传递，故C语言版的SVC服务函数需要一个汇编操作，用于把堆栈中的参数提取到寄存器中

如何触发中断/strong>

step1.  声明函数（__svc会自动生成对应函数）//__svc时keil里的一个宏

step2. 调用函数

Re:STM32 SVCall

flyangchina 2016-08-19 17:25

不错，在svc_handler中应该有调用相应函数的代码。
可以在前面加一个SVC_Table数组来保存函数指针，比如这样：

然后再这样写svc_handler中这样写：

再补充一下__SVC_0的定义，在随意的某个文件中，__SVC_1不管了啊：

使用如下：

这样就有了一个整体的使用svc实现系统调用的简单架构了

Re:STM32 SVCall

Serval 2015-02-10 16:10

关于“svc_number = ((char *) pwdSF[6])[-2]; // 没想到吧，C的数组能用得这么绝！ ”的用法，看了半天，贴出来大家看理解的对不对：

首先这行代码的最终目的是取得svc #num中的Num。在Thumb代码(STM32应该多数是Cortex的吧)中，一条指令通常是16位，svc #num的指令通常翻译为0xDFxx –> 其中xx就是#num。所以，Keil手册有如下解释：
0 to 224–1 (a 24-bit value) in an ARM instruction.
0-255 (an 8-bit value) in a Thumb instruction.

代码可以翻译为好懂一点的：
*((char *)pwdSF[6] – 2)

举例：
假设系统配置为小端，低位放低字节。
指令为：svc #1 —> 二进制为0xDF01，所在地址为0x286。
那么实际上，堆栈里压入的PC，存放的是0x288。因为PC压入的是下一条指令。
0x286: DF01 ;svc #1
0x288: ……
Stack: 88 02 00 00
那行奇特的代码就是为了得到这个01。分几步：
1. 转换为(char*)pwdSF[6]，并减2
这一步是为了让指针可以精确指到88 02的位置。
(char*)pwdSF[6] – 2
2. 指针取值
*((char *)pwdSF[6] – 2)
3. 指针访问改为下表访问形式
指针取值可以写为下标形式，例如：*(p + i)等同于p[i]，个人建议指针使用时都按第二种写法
((char *) pwdSF[6])[-2]

SVC（系统服务调用，亦简称系统调用）和PendSV（可悬起系统调用），它们多用在上了操作系统的软件开发中。SVC用于产生系统函数的调用请求。例如，操作系统通常不让用户程序直接访问硬件，而是通过提供一些系统服务函数，让用户程序使用SVC发出对系统服务函数的呼叫请求，以这种方法调用它们来间接访问硬件。因此，当用户程序想要控制特定的硬件时，它就要产生一个SVC异常，然后操作系统提供的SVC异常服务例程得到执行，它再调用相关的操作系统函数，后者完成用户程序请求的服务。

下面的代码是利用SVC异常来请求系统服务的例子，这个例子仅适用于MDK ARM Compiler 5，在ARM Compiler 6里取消了__svc()这个关键字，需要用户自己实现

__svc(4) uint32_t svc_service_add(uint32_t x, uint32_t y);    //__svc是编译器关键字，编译器会插入svc指令，触发svc异常
__svc(5) uint32_t svc_service_sub(uint32_t x, uint32_t y);
 
void SVC_Handler_C(uint32_t* svc_args)           //这里的svc_args是栈指针SP的值
{
    uint32_t svc_number;
    
    svc_number = ((uint8_t*)svc_args[6])[-2];    //svc_args[6]是栈里保存的PC值，倒数2字节，得到svc编
    
    switch(svc_number)                           //根据svc编 执行需要的功能
    {
        case 4:
            svc_args[0] = svc_args[0] + svc_args[1];
            break;
        case 5:
            svc_args[0] = svc_args[0] – svc_args[1];
            break;
        default:
            break;
    }    
    
    return;
}
 
__asm void SVC_Handler(void)
{
    IMPORT SVC_Handler_C        //导入外部函数
    TST LR, #4                  //检查LR的bit2，这里LR的值是异常返回值EXC_RETURN
    ITE EQ
    MRSEQ R0, MSP               //如果bit2是0，说明进异常前使用的是MSP，把MSP值赋给R0
    MRSNE R0, PSP               //否则说明进异常前使用的是PSP，把PSP值赋给R0
    B SVC_Handler_C             //跳转到函数SVC_Handler_C()
}
 
uint32_t x = 13;
uint32_t y = 6;
uint32_t z1, z2;
 
int main(void)
{
    z1 = svc_service_add(x, y);
    z2 = svc_service_sub(x, y);
    
    printf(“x + y = %d rn”, z1);
    printf(“x – y = %d rn”, z2);
    
    while(1);
}
 下面这个是使用ARM Compiler 6的例子，本人水平有限，不会写带有返回值的C嵌汇编函数，只好用一个指针参数来传递结果。注意ARM编译器6的C嵌汇编语法格式与编译器5不同

__attribute__((always_inline)) void svc_service_add(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t* res)
{
    register unsigned r0 __asm(“r0”) = x;
    register unsigned r1 __asm(“r1”) = y;
    register unsigned r2 __asm(“r2”) = (uint32_t)res;
 
    __asm volatile(“SVC #4” :: “r” (r0), “r” (r1), “r” (r2));
    __asm volatile(“STR R0, [R2]”);
}
 
__attribute__((always_inline)) void svc_service_sub(uint32_t x, uint32_t y, uint32_t* res)
{
    register unsigned r0 __asm(“r0”) = x;
    register unsigned r1 __asm(“r1”) = y;
    register unsigned r2 __asm(“r2”) = (uint32_t)res;
 
    __asm volatile(“SVC #5” :: “r” (r0), “r” (r1), “r” (r2));
    __asm volatile(“STR R0, [R2]”);
}
 
void SVC_Handler_C(uint32_t* svc_args)
{
    uint32_t svc_number;
    
    svc_number = ((uint8_t*)svc_args[6])[-2];
    
    switch(svc_number)
    {
        case 4:
            svc_args[0] = svc_args[0] + svc_args[1];
            break;
        case 5:
            svc_args[0] = svc_args[0] – svc_args[1];
            break;
        default:
            break;
    }    
    
    return;
}
 
void SVC_Handler(void)
{
    __asm volatile
    (
        “TST LR, #4       n”
        “ITE EQ           n”
        “MRSEQ R0, MSP    n”
        “MRSNE R0, PSP    n”
        “B SVC_Handler_C  n”
    );
}
 
uint32_t x = 13;
uint32_t y = 6;
uint32_t z1, z2;
 
int main(void)
{
    svc_service_add(x, y, &z1);
    svc_service_sub(x, y, &z2);
    
    printf(“x + y = %d rn”, z1);
    printf(“x – y = %d rn”, z2);
    
    while(1);
}
这里有一篇文章，是Keil官方关于ARM Compiler 6如何实现svc函数的：

https://www.keil.com/support/docs/4022.htm