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ARM异常返回PC地址分析

时间:11-20 来源:互联网 点击:
重要基础知识:R15 (PC)总是指向“正在取指”的指令,而

不是指向“正在执行”的指令或正在“译码”的指令。一般来说,

人们习惯性约定将“正在执行的指令作为参考点”,称之为当

前第一条指令,因此PC 总是指向第三条指令。当ARM

态时,每条指令为4 字节长,所以PC 始终指向该指令地址

加8 字节的地址,即:PC 值=当前程序执行位置+8;

而ADS 中的pc,是为了调试看着方便而修改过的,它指向

的是正在执行的指令,即“真正pc-8”!!!!!

这部分内容可以参看ARM 体系结构与编程清华大学出版社 杜春雷第九章异常中断处理

1.SWI和和未定义指令异常中断的返回:

指令地址

A PC-8 当前指令为SWI 或未定义指令此时发生中断.PC 的值还没有更新.

A+4 PC-4 中断时处理器将PC-4 保存到LR ;lr!

A+8 PC

返回时,从发生中断的指令A(PC-8)的下一条指令A+4(PC-4)处开始执行,所以直接

把LR 的值赋给PC 就行了,具体指令为MOV PC,LR (PC=A+4=LR)

白话解释:对于SWI 和未定义指令异常:

? 发生异常时pc 没有更新,根据ARM 的三级流水线原理,pc 没有更新,仍然等于(A+8);

? lr = pc –4(这时处理器决定的,无法更改!)即A+4

? 由于这类异常返回后应执行下一条指令(A+4),所以返回时,pc = lr 即可

2.IRQ 和FIQ 异常中断处理的返回:

指令地址 对应于PC

A PC-8 执行此指令完成后(!)查询IRQ 及FIQ,如果有中断请求则产生中断.

A+4 PC-4

A+8 PC ;lr!

(此时PC 的值已经更新,指向A+12.将当前PC-4(即A+8)

保存到LR.返回时,要接着执行A+4(LR-4)处的指令,所以返回指令为

SUBS PC, LR,#4(PC=A+4=LR-4)

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白话解释:对于普中断和快中断异常:

? 中断必须在一条指令执行完以后被检测到,如正在执行指令甲时发生了中断,不等指令甲执行完是不

会处理该中断的,发生异常时pc 已经更新(A+12);

? lr = pc –4(这时处理器决定的,无法更改!)即A+8

? 返回后,应执行被中断而没有执行的指令(上面的A+4),所以返回时,pc = lr-4

3,指令预取中止异常中断处理的返回:

指令地址

A PC-8 执行本指令时发生中断,

A+4 PC-4 处理器将A+4(PC-4)保存到LR. ;lr!

A+8 PC

返回时,发生指令预取中止的指令A(PC-8)处重新执行,所以返回指令为

SUBS PC, LR,#4(PC=A=LR-4)

白话解释:对于预取指令中止异常:

? 发生预取指令异常时,是在执行时发生的异常,pc 未更新,即pc = A+8

? lr = pc –4(这时处理器决定的,无法更改!)即A+4

? 由于这类异常返回后应重新执行异常的那个指令(A),所以返回时,pc = lr-4

4,数据访问中止异常中断处理的返回:

指令地址

A PC-8 本指令访问有问题的数据,产生中断时,PC 的值已经更新

A+4 PC-4 中断发生时PC=A+12,处理器将A+8(PC-4)保存到LR.

A+8 PC ;lr!

返回时,要返回到A 处继续执行,所以指令为SUBS PC, LR,#8.(PC=A=LR-8)

白话解释:对于数据访问中止异常:

? 发生数据访问中止异常时,是在执行时访问数据错误导致的异常,pc 已经更新,即pc = A+12

? lr = pc –4(这时处理器决定的,无法更改!)即A+8

? 由于这类异常返回后应重新执行异常的那个指令(A),所以返回时,pc = lr-8

小节:

? 引起PC 更新的原因一种是数据中止,还有就是中断了.

? 中断必须是在一条指令执行完毕后才能被检测到,所以它中断的只是还未执行的那条指令(pc - 8),

所以pc = lr –4;

? 与中断相同,SWI 和未定义指令异常也是返回到下一条指令(pc - 4),只是他们在执行时,PC 的值并没

有更新,所以pc = lr;

? 预取指令中止异常,也没有发生pc 更新,但它还得重新执行发生异常的那条指令,所以pc = lr –4;

? 数据访问中止异常,发生了pc 更新,并且它也需要重新执行发生异常的那条指令,所以pc = lr –8;

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