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ARM異常中斷返回的幾種情況

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ID:196926 發(fā)表于 2017-5-5 14:48 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
異常中斷返回的幾種情況:
    重要基礎(chǔ)知識:R15PC)總是指向“正在取指”的指令,而不是指向“正在執(zhí)行”
的指令或正在“譯碼”的指令。一般來說,人們習(xí)慣性約定將“正在執(zhí)行的指令作為參考
點(diǎn)”,稱之為當(dāng)前第一條指令,因此 PC總是指向第三條指令。當(dāng) ARM 狀態(tài)時(shí),每條指令
4 字節(jié)長,所以 PC 始終指向該指令地址加 8 字節(jié)的地址,即:PC =當(dāng)前程序執(zhí)行
位置+8
    ADS 中的 pc,是為了調(diào)試看著方便而修改過的,它指向的是正在執(zhí)行的指令,即
“真正 pc-8”!

1.SWI 和和未定義指令異常中斷的返回:
指令地址
A         PC-8  當(dāng)前指令為 SWI 或未定義指令 此時(shí)發(fā)生中斷.PC 的值還沒有更新.
A+4       PC-4  中斷時(shí)處理器將 PC-4 保存到 LR       ;lr
A+8       PC

返回時(shí),從發(fā)生中斷的指令 A(PC-8)的下一條指令 A+4(PC-4)處開始執(zhí)行,所以直接把 LR
的值賦給 PC 就行了,具體指令為 MOV PC,LR  (PC=A+4=LR)
白話解釋:對于 SWI 和未定義指令異常: 發(fā)生異常時(shí) pc 沒有更新,根據(jù) ARM 的三級
流水線原理,pc 沒有更新,仍然等于(A+8) lr = pc – 4(這時(shí)處理器決定的,無法
更改!)即 A+4
由于這類異常返回后應(yīng)執(zhí)行下一條指令(A+4),所以返回時(shí),pc = lr 即可。

2.IRQ 和 FIQ 異常中斷處理的返回:
指令地址  對應(yīng)于 PC
A         PC-8      執(zhí)行此指令完成后(!)查詢 IRQ FIQ,如果有中斷請求則產(chǎn)生中
.
A+4       PC-4
A+8       PC         ;lr!
(此時(shí) PC 的值已經(jīng)更新,指向 A+12.將當(dāng)前 PC-4,即 A+8 )。
保存到 LR.返回時(shí),要接著執(zhí)行 A+4(LR-4)處的指令,所以返回指令為
SUBS PC, LR,#4(PC=A+4=LR-4)
白話解釋:對于普中斷和快中斷異常,中斷必須在一條指令執(zhí)行完以后被檢測到,如正在
執(zhí)行指令甲時(shí)發(fā)生了中斷,不等指令甲執(zhí)行完是不會處理該中斷的,發(fā)生異常時(shí) pc 已經(jīng)
更新(A+12) lr = pc – 4(這時(shí)處理器決定的,無法更改!) A+8 返回后,應(yīng)執(zhí)行被
中斷而沒有執(zhí)行的指令(上面的 A+4),所以返回時(shí),pc = lr-4

3,指令預(yù)取中止異常中斷處理的返回:
指令地址
A     PC-8     執(zhí)行本指令時(shí)發(fā)生中斷,  
A+4   PC-4     處理器將 A+4(PC-4)保存到 LR.    ;lr
A+8   PC

返回時(shí),發(fā)生指令預(yù)取中止的指令 A(PC-8)處重新執(zhí)行,所以返回指令為
SUBS PC, LR,#4(PC=A=LR-4)
白話解釋:對于預(yù)取指令中止異常,發(fā)生預(yù)取指令異常時(shí),是在執(zhí)行時(shí)發(fā)生的異常,pc
未更新,即 pc = A+8lr = pc – 4(這時(shí)處理器決定的,無法更改!) A+4
由于這類異常返回后應(yīng)重新執(zhí)行異常的那個(gè)指令(A),所以返回時(shí),pc = lr-4

4,數(shù)據(jù)訪問中止異常中斷處理的返回:

指令地址
A          PC-8    本指令訪問有問題的數(shù)據(jù),產(chǎn)生中斷時(shí),PC 的值已經(jīng)更新   
A+4        PC-4    中斷發(fā)生時(shí) PC=A+12,處理器將 A+8(PC-4)保存到 LR.
A+8        PC        ;lr!

返回時(shí),要返回到 A 處繼續(xù)執(zhí)行,所以指令為 SUBS PC,  LR,#8.(PC=A=LR-8)
白話解釋:對于數(shù)據(jù)訪問中止異常,發(fā)生數(shù)據(jù)訪問中止異常時(shí),是在執(zhí)行時(shí)訪問數(shù)據(jù)錯(cuò)誤
導(dǎo)致的異常,pc 已經(jīng)更新,即 pc = A+12
lr = pc – 4(這時(shí)處理器決定的,無法更改!) A+8

由于這類異常返回后應(yīng)重新執(zhí)行異常的那個(gè)指令(A),所以返回時(shí),pc = lr-8

小節(jié):
Ø 引起 PC 更新的原因一種是數(shù)據(jù)中止,還有就是中斷了.
Ø 中斷必須是在一條指令執(zhí)行完畢后才能被檢測到,所以它中斷的只是還未執(zhí)行的那條
指令(pc - 8),所以 pc = lr – 4
Ø 與中斷相同,SWI 和未定義指令異常也是返回到下一條指令(pc - 4),只是他們在執(zhí)行
時(shí),PC 的值并沒有更新,所以 pc = lr
Ø 預(yù)取指令中止異常,也沒有發(fā)生 pc  更新,但它還得重新執(zhí)行發(fā)生異常的那條指令,
所以 pc = lr – 4

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