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          ARM異常返回PC地址分析

          作者: 時間:2016-11-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          重要基礎(chǔ)知識:R15 (PC)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,

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201611/319016.htm

          人們習慣性約定將“正在執(zhí)行的指令作為參考點”,稱之為當

          前第一條指令,因此PC 總是指向第三條指令。當ARM

          態(tài)時,每條指令為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 值=當前程序執(zhí)行位置+8;

          而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”?。。。?!

          這部分內(nèi)容可以參看ARM 體系結(jié)構(gòu)與編程清華大學出版社 杜春雷第九章異常中斷處理

          1.SWI和和未定義指令異常中斷的返回:

          指令地址

          A PC-8 當前指令為SWI 或未定義指令此時發(fā)生中斷.PC 的值還沒有更新.

          A+4 PC-4 中斷時處理器將PC-4 保存到LR ;lr!

          A+8 PC

          返回時,從發(fā)生中斷的指令A(yù)(PC-8)的下一條指令A(yù)+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,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 及FIQ,如果有中斷請求則產(chǎn)生中斷.

          A+4 PC-4

          A+8 PC ;lr!

          (此時PC 的值已經(jīng)更新,指向A+12.將當前PC-4(即A+8)

          保存到LR.返回時,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)

          ----------------------- Page 2-----------------------

          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pc 已經(jīng)更新(A+12);

          ? lr = pc –4(這時處理器決定的,無法更改!)即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,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,發(fā)生指令預(yù)取中止的指令A(yù)(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,是在執(zhí)行時發(fā)生的異常,pc 未更新,即pc = A+8

          ? lr = pc –4(這時處理器決定的,無法更改!)即A+4

          ? 由于這類異常返回后應(yīng)重新執(zhí)行異常的那個指令(A),所以返回時,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,PC 的值已經(jīng)更新

          A+4 PC-4 中斷發(fā)生時PC=A+12,處理器將A+8(PC-4)保存到LR.

          A+8 PC ;lr!

          返回時,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,是在執(zhí)行時訪問數(shù)據(jù)錯誤導(dǎo)致的異常,pc 已經(jīng)更新,即pc = A+12

          ? lr = pc –4(這時處理器決定的,無法更改!)即A+8

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

          小節(jié):

          ? 引起PC 更新的原因一種是數(shù)據(jù)中止,還有就是中斷了.

          ? 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;

          ? 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,PC 的值并沒

          有更新,所以pc = lr;

          ? 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;

          ? 數(shù)據(jù)訪問中止異常,發(fā)生了pc 更新,并且它也需要重新執(zhí)行發(fā)生異常的那條指令,所以pc = lr –8;



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