ARM單片機(jī)是大多數(shù)新手選擇的入門(mén)切入點(diǎn),但由于知識(shí)的不足,,在設(shè)計(jì)過(guò)程中新手們經(jīng)常會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題,,ARM異常中斷返回就是這樣一種令人頭疼的問(wèn)題。在ARM的使用問(wèn)題中異常中斷返回是新手們較為苦惱的問(wèn)題,,本文就將對(duì)ARM異常中斷的集中情況進(jìn)行總結(jié),,并給出了一些解決方法,。
在正式介紹之前,要為大家補(bǔ)充一些較為重要的基礎(chǔ)知識(shí),。首先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(lái)說(shuō),,人們習(xí)慣性約定將“正在執(zhí)行的指令作為參考點(diǎn)”,,稱之為當(dāng)前第一條指令,因此PC總是指向第三條指令,。當(dāng)ARM狀態(tài)時(shí),,每條指令為4字節(jié)長(zhǎng),所以PC始終指向該指令地址加8字節(jié)的地址,,即:PC值=當(dāng)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(guò)的,,它指向的是正在執(zhí)行的指令,,即“真正pc-8”!
SWI和未定義指令異常中斷的返回
指令地址:
A PC-8當(dāng)前指令為SWI或未定義指令,,此時(shí)發(fā)生中斷.PC的值還沒(méi)有更新,。
A+4 PC-4中斷時(shí)處理器將PC-4保存到LR。;r,!
A+8 PC
返回時(shí),,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(kāi)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(duì)于SWI和未定義指令發(fā)生異常時(shí)pc沒(méi)有更新,,根據(jù)ARM的三級(jí)流水線原理,,pc沒(méi)有更新,仍然等于(A+8);lr = pc – 4(這時(shí)處理器決定的,,無(wú)法更改?。┘碅+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(shí),,pc=lr即可。
IRQ 和FIQ異常中斷處理的返回指令地址對(duì)應(yīng)于PC A,,PC-8執(zhí)行此指令完成后(?。┎樵僆RQ及FIQ,如果有中斷請(qǐng)求則產(chǎn)生中斷,。
A+4 PC-4
A+8 PC ;lr,!
(此時(shí)PC的值已經(jīng)更新,指向A+12.將當(dāng)前PC-4,即A+8),。
保存到LR.返回時(shí),,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)
白話解釋:對(duì)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(cè)到,,如正在執(zhí)行指令甲時(shí)發(fā)生了中斷,,不等指令甲執(zhí)行完是不會(huì)處理該中斷的,發(fā)生異常時(shí)pc已經(jīng)更新(A+12); lr=pc– 4(這時(shí)處理器決定的,,無(wú)法更改?。┘碅+8返回后,應(yīng)執(zhí)行被中斷而沒(méi)有執(zhí)行的指令(上面的A+4),,所以返回時(shí),,pc= lr-4。
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(shí)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(shí),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(duì)于預(yù)取指令中止異常發(fā)生預(yù)取指令異常時(shí),,是在執(zhí)行時(shí)發(fā)生的異常,pc未更新,,即pc=A+8;lr=pc – 4(這時(shí)處理器決定的,,無(wú)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(gè)指令(A),,所以返回時(shí),pc = lr-4,。
數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止異常中斷處理的返回
指令地址:
A PC-8 本指令訪問(wèn)有問(wèn)題的數(shù)據(jù),,產(chǎn)生中斷時(shí),PC的值已經(jīng)更新,。
A+4 PC-4 中斷發(fā)生時(shí)PC=A+12,,處理器將A+8(PC-4)保存到LR.。
A+8 PC ;lr,!
返回時(shí),,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(duì)于數(shù)據(jù)訪問(wèn)中止異常時(shí),,是在執(zhí)行時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
導(dǎo)致的異常,,pc已經(jīng)更新,,即pc=A+12。
lr=pc–4(這時(shí)處理器決定的,,無(wú)法更改?。┘碅+8。
由于這類異常返回后應(yīng)重新執(zhí)行異常的那個(gè)指令(A),,所以返回時(shí),,pc=lr-8。
總結(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(cè)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?cè)趫?zhí)行時(shí),PC的值并沒(méi)有更新,,所以pc= lr,。
預(yù)取指令中止異常,也沒(méi)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(wèn)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,。
通過(guò)以上的介紹,,可以看到造成單片機(jī)中斷返回的原因非常多,每種方法的應(yīng)對(duì)方案都不盡相同,。在ARM芯片調(diào)試過(guò)程中遇到中斷返回問(wèn)題的朋友不妨仔細(xì)閱讀本文,,相信會(huì)從中找到問(wèn)題的解決方法。也可收藏本文以備不時(shí)之需,,在遇到錯(cuò)誤的時(shí)候進(jìn)行查閱,。
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