ARM裡,PC與LR的關係

2021-09-28 19:00:55 字數 1639 閱讀 5891

我們常常聽說的pc,lr到底是什麼關係,我這次終於弄明白了。我們都知道,lr是指向pc下一次要執行的位址,但是arm不同的工作模式,他們有不同的關係。arm有如下幾種工作模式:使用者模式,fiq模式,irq模式,系統模式,終止模式,資料訪問終止模式,未定義模式。arm是**流水線的:取指,解碼,執行。arm的r15(pc)總是指向取指的地方,而我們總是以執行作為分析參考點,注意,取指的地方在高位址。當arm處在arm指令的時候,每條指令得長度為4,pc = 當前執行+8,當然如果處在thumb指令中,每條指令長度為2,pc = 當前執行+4.

arm中pc和lr的關係

(1) swi和未定義中斷

此時pc指標的位址還沒有更新,所以lr的內容為pc-4。

a pc-8

a+4 pc-4 ;lr

a+8 pc ;pc

當發生中斷的時候,直接返回a(pc-8)的下一條指令(pc-4)就可以了,所以在執行的時候,直接把lr給pc就行了。說白了,就是在發生這兩種異常的時候,pc指標沒有更新,仍然等於a+8,還是原來的數值,在返回的時候,直接在lr處執行就可以了。

返回指令:mov pc,lr

(2)fiq和irq中斷

在這兩種中斷中,中斷總是在執行完一條指令後開始執行,但這時候pc發生了更新,也就是說pc數值一定不是a+8 了,變成了a+12了,那麼相應的lr也變成了a+8(pc-4)。
,如果返回,那麼在lr(a+8)處開始執行,這樣就跳過了a+4這個位址,少執行了乙個指令。所以發生這兩種中斷的時候,應該返回lr -4。

中斷前:
a pc -8

a+4 pc -4 ;lr

a+8 pc ;pc

中斷後:

a pc-12 此處中斷

a+4 pc-8 ;跳過未執行

a+8 pc-4 ;lr

a+12 pc ;已更新

說明白點,比如cpu在執行執行d的時候發生中斷,在沒有執行完 d指令前是不會處理中斷的 ,執行完之後,pc已經更新,然後將pc-4的數值給lr,這個有系統決定,軟體無法修改。即a+8。在中斷 返回時, 應該執行沒有執行的下一條指令,即a+4,所以在返回的時候,將lr-4,所以返回的時候pc= lr-4.返回指令為:sub pc,lr,#4
(3) 指令中止模式中斷

此種模式的中斷發生時,pc不會更新,但是會在發生中斷的地方重新執行,因為 cpu執行指令的時候被打斷,這個指令可能就沒執行完或者還沒執行,一定要重新執行該指令才行 。
指令模式:

a pc-8 ;此處發生指令中止中斷

a+4 pc-4 ;lr

a+8 pc ;

所以,發生中斷時,pc未更新,即pc = a+8,此時lr = pc-4,即a+4,因為要從被中斷指令處重新執行,即從a處重新執行,所以返回lr-4,返回指令:sub pc, lr, #4

(4)資料訪問中止模式中斷

此種中斷模式,是在資料訪問的時候發生中止,所以要像指令中止一樣,從此處重新執行,但是不同的是,此時的pc已經更新,不是a+8了,而是變成a+12了,與上面情況類似,lr的數值為 pc-4,即a+8,所以要返回被中斷的指令處執行,必須返回lr-8,返回指令為:

sub pc, lr, #8.

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