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[ZLG-ARM] 请教，异常/跳转时 PC值的一些疑问.

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 楼主| gofayao 发表于 2007-3-21 00:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
pc, 指令, BSP, ov, ARM
抄入书上内容如下：<br /><br />------------------------------------------------------------------<br />|&nbsp;异常或入口&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回指令&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;之前的状态&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;ARM&nbsp;r14_x&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;Thumb&nbsp;r14_x&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;BL&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;MOV&nbsp;&nbsp;PC,R14&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;SWI&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;MOVS&nbsp;PC,R14_svc&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;未定义指令|&nbsp;&nbsp;MOVS&nbsp;PC,R14_und&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;预取指中止|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_abt,#4&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;FIQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_fiq,#4&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;IRQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_irq,#4&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;数据中止&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_abt,#4&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+8&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;PC+8&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />------------------------------------------------------------------<br /><br />Ps：表格内，那个“之前状态”栏的PC应该代表当前执行指令地址，而不是代表“预取指”的PC，这个是书上搞错了，好像很多书都比较混用这两个PC.<br /><br /><br /><br />从上面这个表可以看出：<br />BL&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行BL的下一条指令<br />SWI&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行SWI的下一条指令<br />未定义指令&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行未定义指令的下一条指令<br />预取指中止&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行继续执行一遍预取指中止指令<br />FIQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行被FIQ中断的指令<br />IRQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行被IRQ中断的指令<br />数据中止&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行数据中止指令的下一条指令<br /><br />疑问：<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1.为什么&nbsp;&nbsp;数据中止异常&nbsp;r14值为PC+8，而不是PC+4呢？<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;2.为什么&nbsp;&nbsp;数据中止异常&nbsp;返回后是执行下一条指令，而不是和预取指中止&nbsp;一样重新执行一遍数据中止指令呢？<br /><br />望各位大侠&nbsp;讲解讲解，谢谢！！<br />
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 楼主| gofayao 发表于 2007-3-21 10:05 | 显示全部楼层

自己顶个先

  
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zlgARM 发表于 2007-3-21 10:20 | 显示全部楼层

RE

gofayao：<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;《ARM&nbsp;嵌入式系统基础教程（第一版）》的P48，写明了数据中止异常返回时，是R14-8，也就是说，继续重试被中止的指令。您看的那本书可能有笔误。<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;之所以数据中止异常入口的R14是PC+8，是因为数据中止异常是在“导致异常的指令”的“下一条指令”处发生的。<br />
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 楼主| gofayao 发表于 2007-3-21 12:05 | 显示全部楼层

看了一下，是那个电子档的笔误，书上是正确的.

刚看了一下&nbsp;ADS&nbsp;developer&nbsp;guide，应该这个才是正确的.<br /><br />&nbsp;------------------------------------------------------------------<br />|&nbsp;异常或入口&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回指令&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;之前的状态&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;ARM&nbsp;r14_x&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;Thumb&nbsp;r14_x&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;BL&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;MOV&nbsp;&nbsp;PC,R14&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+2&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;SWI&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;MOVS&nbsp;PC,R14_svc&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+2&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;未定义指令|&nbsp;&nbsp;MOVS&nbsp;PC,R14_und&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+2&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;预取指中止|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_abt,#4&nbsp;|&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;FIQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_fiq,#4&nbsp;|&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;IRQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_irq,#4&nbsp;|&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+4&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />|------------|---------------------|--------------|----------------|<br />|&nbsp;&nbsp;数据中止&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;SUBS&nbsp;PC,R14_abt,#8&nbsp;|&nbsp;当前指令+8&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;当前指令+8&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />&nbsp;------------------------------------------------------------------<br /><br /><br />从上面这个表可以看出：<br />BL&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行BL的下一条指令<br />SWI&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行SWI的下一条指令<br />未定义指令&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行未定义指令的下一条指令<br />预取指中止&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行重新执行一遍预取指中止指令<br />FIQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行被FIQ中断的指令<br />IRQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行被IRQ中断的指令<br />数据中止&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行重新执行一遍数据中止指令<br />
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ahyjj 发表于 2007-11-8 14:36 | 显示全部楼层

到底该是怎样？

以下是一个网友对arm异常出/入口的理解：<br />——————————————————————————————————<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;arm异常返回小议<br />&nbsp;初学ARM，可能会被异常返回这个东西搞得头大。一会儿直接MOV&nbsp;PC,LR，一会儿LR-4，甚至有时要LR-8。为什么要-4，又或者为什么要-8？<br /><br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;当然了，如果你只是简单地想编个程序，基本上照抄ARM公司给的范例就可以了。但是凡事总想知道个所以然来，所有在这里简单地想议一议ARM的异常返回，到底为什么要-4，为什么要-8。<br /><br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;想了解这些，至少要了解以下几个方面的问题：一、异常的种类。什么行为导致了异常，这一点非常重要，它关系到产生异常的指令是否要重新执行一遍，如果要重新执行，LR就要多减一个4（4字节，一个指令增量），这样PC才能指向你要重新执行的指令。二、异常发生时，PC值有没有更新？这一点也非常重要，如果PC值没有更新，LR就要少减一个4，如果PC值更新了，就要多减一个4。为了弄懂这一点，需要我们去了解ARM指令执行过程，到底是什么时候更新的PC值。刚才好像想到还有一点，只是刚接了一个电话，忘了。汗！<br /><br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;当然，在了解上面所有问题之前，首先需要清楚的就是ARM7的“取指-&gt译码-&gt执行”三级流水线。另外，需要明白的还有一个就是在异常发生时，处理器已经做过了SUBS&nbsp;LR,PC,#4。也就是说，LR已经进行了一次减4。<br /><br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;举一个最简单的例子：IRQ和FIQ（为啥举这个例子捏，因为，介个.....，别的异常我还没搞清楚哈！）：<br /><br />首先是IRQ和FIQ发生在什么时候，这时候PC有没有更新。“通常处理器执行完当前指令后，查询IRQ中断引脚和FIQ中断引脚，并且查看系统是否允许IRQ中断和FIQ中断。如果有中断引脚有效，并且系统允许中断产生，处理器将产生IRQ异常中断或FIQ异常中断。”我们可以看到，当前指令（设该指令为I0）已经执行完毕，即使我们不知道指令执行过程，也可以猜到这时PC已经更新，系统即将执行下一条执行，设该指令为I1，PC应该是I3。另外，我们还应该知道中断时候的指令是否应该被重新执行。我们通过IRQ或FIQ发生时的情况可以知道，I0已经执行完毕，也就是说I0不需要重新执行。于是我们知道，异常返回时应该执行I1。而当前LR中存放的是什么呢？LR中存放的应该是PC-4，也就是I3前面一条指令I2，我们要执行I1，这时，就应该是MOV&nbsp;PC，I1。I1不合法啊，那就应该是I1＝I2-4＝LR-4。于是返回指令就是SUBS&nbsp;PC，LR，#4。<br /><br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;以上就是俺一点心得，很小，但是得来的很不容易啊！现在ARM的资料很多，中用的很少，大家基本都是抄来抄去。翻了无数的参考书，查了很多论文，终于算是基本知道中断返回应该怎么做了。自己看书，周围基本没有人可以交流，不知道理解是不是对的，大家指正。另外，对其它几个异常产生的原因还不是非常了解，在此不敢妄自揣度，向大家请教！&nbsp;<br />——————————————————————————————————<br />按照这位网友的理解：<br /><br />BL&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行BL的下一条指令<br />SWI&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行SWI的下一条指令<br />未定义指令&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行未定义指令的下一条指令<br /><br />这和楼主的观点一样，其原因是“在异常发生时，PC值没有更新”<br /><br />FIQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行被FIQ中断的下一条指令<br />IRQ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;返回后执行被IRQ中断的下一条指令<br /><br />这和楼住的观点都不同了，之所以返回时要执行”SUBS&nbsp;PC,R14_mode,#4&quot;&nbsp;<br />这条指令是因为异常发生后PC的值已经改变，当前被打断的指令已经执行完毕<br />PC已经预取了当前指令+&nbsp;12的那条指令，所以异常返回时要R14要多减一个4<br /><br />对于异常的出/入口问题一直是困扰初学ARM者一道难题，即时是周工推荐的好书《ARM嵌入式系统基础教程》也不够详细。我想有必要请周工专门为大家详细说明一下<br />1、异常发生时流水线中处于“执行”状态的指令是否可以得到充分执行完毕<br />2、异常发生时PC是否更新？<br /><br /><br />
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