ARM 软中断详细解析：从SWI到系统调用

"本文将深入探讨ARM架构下的软中断（SWI）机制，以及如何在Keil和ADS开发环境中利用SWI实现特定功能。软中断是ARM处理器提供的一种方法，允许用户模式的程序请求操作系统服务，通常是通过调用系统例程来完成。SWI指令是一个特殊的硬件指令，它的格式为SWI{条件}24位的立即数，用于触发软件中断，进而进入异常处理程序。24位的立即数作为系统例程的标识，参数可以通过通用寄存器传递。" 在Keil MDK环境下，可以使用`__svc`关键字来生成SWI指令，这实际上是一个超级用户调用（SVC）函数，可以接收最多四个整型参数并返回最多四个结果。`__svc`函数限定符影响函数类型，并指定了SVC指令中的立即值。这个值必须在0到224-1的范围内，对于16位Thumb指令，则限制在0到255之间。 使用SWI实现功能时，需要对启动文件进行修改，添加SWI的异常处理入口。例如，Keil MDK的启动文件中已经包含了一个SWI异常处理地址，如`SWI_Addr`。当SWI指令被执行时，控制流会跳转到这个地址。开发者需要在此处编写汇编代码，根据SWI命令号调用相应的C语言服务函数。 为了实现在用户模式下开关中断，我们可以创建两个SWI命令，一个用于关闭中断，另一个用于开启中断。首先，修改启动代码，将`SWI_Addr`指向的汇编代码更新为根据SWI命令号（通常存储在R0寄存器中）分支到不同的C函数。比如，如果R0等于1，那么调用`EnableInterrupts`函数；如果R0等于0，调用`DisableInterrupts`函数。然后，你需要在C代码中定义这两个函数，它们会执行实际的中断开关操作，例如使用`asm(" CPSIE i ")`开启中断，`asm(" CPSID i ")`关闭中断。 在ADS环境下，虽然具体实现可能略有不同，但基本原理相同：通过编写汇编代码处理SWI异常，并在C代码中定义相应的服务函数。在ADS中，你可能需要使用不同的关键字或宏来生成SWI指令，但这并不影响SWI的基本使用和功能。 ARM的SWI机制为用户模式下的程序提供了一种安全、规范的方式来请求操作系统服务。通过正确配置启动文件和编写服务函数，开发者可以利用SWI实现各种功能，如控制中断状态，调用内核服务等。无论是在Keil还是ADS环境下，理解SWI的工作原理和使用方法对于开发基于ARM的嵌入式系统至关重要。