ARM中斷處理流程

2021-10-06 03:24:33 字數 2016 閱讀 4026

1: arm採用的是3級流水線

arm的流水線結構為: 取指 -----> 解碼 ------> 執行

arm**:                  pc           pc- 4        pc - 8
pc是指向被取指的指令,而不是正在執行的指令。(也就是說在此 pc值為0x1008 ,執行的是0x1000的**)

(即:書上摘錄:由於arm 體系結構採用了多級流水線技術,對於arm 指令集而言,pc 總是指向當前指令的下兩條指令的位址,pc 的值為當前指令的位址值加8 個位元組)

3:中斷

(1)當發生中斷的時候,把是此時暫存器pc當前值(0x1008)存入lr_irq(此時的lr是中斷模式下的lr),所以返回時,應該是將lr-4賦值給pc(0x1004)注:有些異常中斷可能要將lr-8或lr賦值給pc。詳細請仔細看arm資料手冊).

(2)當發生irq或fiq後,系統要進入相應的異常模式進行處理,這些是由硬體實現的。

產生異常後,arm核會做以下工作:

<1>. 將正在執行**的位址加4(或者加8)存到lr_irq暫存器裡,即把處於解碼指令的位址存入lr_irq

<2>. 將cpsr複製到spsr,

<3>. 然後將異常模式的狀態強制寫入cpsr

<4>. 強制pc從相關的異常向量處取指!!

中斷結束後:

1. 將spsr複製回cpsr

2. 關中斷

3. 返回原程式,ldr pc,lr_irq

4:因為每個模式下面都有lr_mode,所以當返回原來模式時,原來模式下的lr並沒有被破壞。

5:需要注意的是,當前使用指令stm/str儲存r15時候,儲存的可能是當前指令位址值+8位元組,也可能儲存的是當前的指令位址+12位元組.到底是哪種,取決於晶元的具體的設計方式。無論如何,在同一晶元中,要麼採用當前的指令位址+8,要麼採用當前的指令位址+12。因此對於使用者來講,盡量避免使用stm/str指令來儲存r15的值。但是可以在開始的時候用一段程式對晶元的offset進行測試!

**如下:

sub r1, pc, #4 ;獲得下面的存放下面存放str指令的位址,

str pc,[r0] ; [r0] = pc

ldr r0,[ro] ; r0 = pc

sub r0, r0, r1 ; r0 = pc - r1

大致流程如下:

程式執行方向: 取指 -----> 解碼 ------> 執行

指令:          sub r0, r0, r1  ldr r0,[ro]  str pc,[r0]  sub r1, pc, #4
str(+ 8) 0x1010   0x100c   0x1004   0x1000

str(+12) 0x1014   0x1010   0x1004   0x1000

1): 執行第一條指令sub時:pc= 0x1004

2): 執行第二條指令str時:[r0] = 0x1010(+8) 或 [r0] = 0x1014(+12)

3): 執行第三條指令ldr時:r0 = 0x1010(+8) 或 r0 = 0x1014(+12)

3): 執行第四條指令sub時:r0 = 0x1010- 0x1004 = 0x08 或 r0 = 0x1014- 0x1004 = 0x10

arm7中斷與pc、lr的問題:

1,假設當前是pc,pc-4,pc-8(**流水)

2,發生irq異常,執行保護操作,lr中儲存由於fiq或irq佔先而沒有被執行的指令的位址(即有些資料上把這個位址寫成pc或者當前位址,很費解甚至誤解)的下一條位址

3,清空流水線

4,進入中斷服務程式

5,待流水線填滿,執行操作才被重新掛起(解釋了arm7為什麼是0.9mips)

6,中斷返回前,對lr處理,lr=lr-4,指向之前被清空的已解碼但沒被執行的指令的位址

7,清空流水線,返回

8,重新對丟棄的前一次已解碼指令取指

9,待流水線滿,開始繼續執行

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