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ARM異常中斷返回的幾種情況

阿新 • • 發佈：2019-01-18
重要基礎知識：R15（PC）總是指向“正在取指”的指令，而不是指向“正在執行”的指令或正在“譯碼”的指令。一般來說，人們習慣性約定將“正在執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 狀態時，每條指令為 4 位元組長，所以 PC 始終指向該指令地址加 8 位元組的地址，即：PC 值=當前程式執行位置+8；     而 ADS 中的 pc，是為了除錯看著方便而修改過的，它指向的是正在執行的指令，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  當前指令為 SWI 或未定義指令 此時發生中斷.PC 的值還沒有更新. A+4       PC-4  中斷時處理器將 PC-4 儲存到 LR。       ;lr！ A+8       PC 返回時,從發生中斷的指令 A(PC-8)的下一條指令 A+4(PC-4)處開始執行,所以直接把 LR 的值賦給 PC 就行了,具體指令為 MOVPC,LR  (PC=A+4=LR) 白話解釋：對於 SWI 和未定義指令異常： 發生異常時 pc 沒有更新，根據 ARM 的三級流水線原理，pc 沒有更新，仍然等於(A+8)； lr= pc – 4（這時處理器決定的，無法更改！）即 A+4。
由於這類異常返回後應執行下一條指令(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  對應於 PC A         PC-8      執行此指令完成後(!)查詢 IRQ 及 FIQ,如果有中斷請求則產生中斷. A+4       PC-4 A+8       PC         ;lr！ （此時 PC 的值已經更新,指向 A+12.將當前 PC-4，即 A+8 ）。 儲存到 LR.返回時,要接著執行 A+4(LR-4)處的指令,所以返回指令為 SUBSPC, LR,#4(PC=A+4=LR-4) 白話解釋：對於普中斷和快中斷異常，中斷必須在一條指令執行完以後被檢測到，如正在執行指令甲時發生了中斷，不等指令甲執行完是不會處理該中斷的，發生異常時 pc 已經更新(A+12)； lr= pc – 4(這時處理器決定的，無法更改！)即 A+8 返回後，應執行被中斷而沒有執行的指令(上面的 A+4)，所以返回時，pc = lr-4
3,指令預取中止異常中斷處理的返回: 指令地址 A     PC-8     執行本指令時發生中斷,   A+4   PC-4     處理器將 A+4(PC-4)儲存到 LR.    ;lr！ A+8   PC 返回時,發生指令預取中止的指令 A(PC-8)處重新執行,所以返回指令為 SUBSPC, LR,#4(PC=A=LR-4) 白話解釋：對於預取指令中止異常，發生預取指令異常時，是在執行時發生的異常，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。 由於這類異常返回後應重新執行異常的那個指令(A)，所以返回時，pc= lr-4 4,資料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資料,產生中斷時,PC 的值已經更新    A+4        PC-4    中斷髮生時 PC=A+12,處理器將 A+8(PC-4)儲存到 LR. A+8        PC        ;lr！ 返回時,要返回到 A 處繼續執行,所以指令為 SUBSPC,  LR,#8.(PC=A=LR-8) 白話解釋：對於資料訪問中止異常，發生資料訪問中止異常時，是在執行時訪問資料錯誤導致的異常，pc 已經更新，即 pc= A+12 lr= pc – 4(這時處理器決定的，無法更改！)即 A+8。 由於這類異常返回後應重新執行異常的那個指令(A)，所以返回時，pc= lr-8 小節： Ø 引起 PC 更新的原因一種是資料中止,還有就是中斷了. Ø 中斷必須是在一條指令執行完畢後才能被檢測到，所以它中斷的只是還未執行的那條指令(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),只是他們在執行時,PC 的值並沒有更新，所以 pc= lr； Ø 預取指令中止異常，也沒有發生 pc  更新，但它還得重新執行發生異常的那條指令，所以 pc= lr – 4； Ø 資料訪問中止異常，發生了 pc  更新，並且它也需要重新執行發生異常的那條指令，所以 pc= lr – 8。

如何解釋ARM狀態與Thumb狀態下的FIQ，IRQ，PABT（指令預取終止）,DABT(資料預取錯誤)的返回指令一樣：
猜測：thumb的取指是 一次取兩條！ 這樣就可以解釋為什麼是一樣的。但是還不確定。

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