ARM異常返回PC地址分析

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”，稱之為當

前第一條指令，因此PC 總是指向第三條指令。當ARM 狀

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(xué)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)

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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；