ARM7中的中断返回地址和3级流水线问题

sypanyue

ARM7中的中断返回地址和3级流水线问题 [复制链接]

        ARM7中的中断返回地址和3级流水线问题：
        (1)  ARM流水线
        由ARM7-TDMI-S技术参考手册P2可知，ARM的流水线结构为：
                      取指---------------->译码-------------------->执行
        ARM代码：   PC             PC- 4              PC - 8
                      0x1008         0x1004             0x1000
        在此页，还注明，PC是指向被取指的指令，而不是正在执行的指令。(也就是说在此 PC值为0x1008 ？)
        (2) 中断返回地址
        在参考书上看到关于ARM异常响应。第一点：将下一条指令的地址存入相应的连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。若异常是从ARM状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址(当前PC+4或PC+8，与异常类型有关)
       
        问题：1
        即使产生的中断，执行阶段的指令还是会被执行，流水线其它指令将会被放弃，而处理器将会从向量表的适当入口填充流水线。
         要是这样的话，并且由人为的保存中断返回地址，应该是很有时间性的。或者说，所以有LR寄存器的出现，在清空流水线前，自动将下一条指令的地址保存到LR中，由(1)可以看出，就应该是PC - 4，即 0x1004。
         但是参考第(2)部份，“若异常是从ARM状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址(当前PC+4或PC+8，与异常类型有关)” 在此都说的是保存下一条指令的地址，直接地址应该是0X1004，算法也应该是当前PC - 4，为什么要加4(PC+4)？
        问题：2
        SUB LR，LR，#4      ；计算返回地址
        在IRQ中断程序中，第一句话，都是这样。请问LR中的地址是什么，应该是由ARM core自动计算的吧。
        问题：3
        在很多参考资料上，都会有一个表，关于异常进入\退出。在这列出一项
                                                          以前状态
                                                  ARM R14_x    Thumb R14_x
        异常类型            返回指令        
        SWI          MOVS   PC， R14_svc       PC+4           PC+2
        FIQ           SUBS   PC,   R14_fiq,#4     PC+4           PC+4
       
        请问这里的以前状态是什么意思，在流水线里是什么了？

putian

自己先顶下
顺便再问个问题，在中断中保存相关寄存器
STMFD   SP!, {R0-R3, R12, LR}           ; 保存任务环境
其中R0-R3是传参数的寄存器，LR是连接寄存器，这里的R12是什么意思了？

后学

已经过了一天了，自己顶

fyj012

1. pc=0x1008，因为要回去执行0x1004, 所以要-4
2. lr 是得理自动计算的。
3. 以前状态, 是指它是ARM状态，或是THUMB状态。

STMFD   SP!, {R0-R3, R12, LR}         ; 保存任务环境
这是按ATPCS来的。按ATPCS，子程序不保证这些寄存器在退出时仍为原来内容，
你的ISR如果要调用C写的子程序，就必须保护它们。

dense2007

2. lr 是处理器自动计算的。

筱凡天下

谢谢楼上的兄弟关注。
不过，小弟还是有些不明白：

，“若异常是从ARM状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址(当前PC+4或PC+8，与异常类型有关)” 在此都说的是保存下一条指令的地址，直接地址应该是0X1004，算法也应该是当前PC - 4，为什么要加4(PC+4)？

希望高手门能细心指导下吧。对于PC而言，下一条指令永远该是加四，不应该是减呀!!!!

yoyo8592

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dj0930

有些翻译可能会带来误解的，我不知道你那是什么书。

出现不同理解时，以ARM提供的范例代码为准。

爱学习的blue

普通的+8，有几种特殊的中断是+4的

liaorentai

谢谢大家着的回复呀
其实小弟就想搞清楚一个问题：

返回地址，依我理解应该是PC - 4 或者PC - 8 才对，为什么书上，资料上都说的是PC + 4或者PC + 8


goodluckyxl(被人遗忘的狗) 普通的+8，有几种特殊的中断是+4的
这们兄弟也说的是+8 +4呀。

“若异常是从ARM状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址(当前PC+4或PC+8，与异常类型有关)” 在此都说的是保存下一条指令的地址，直接地址应该是0X1004，当前PC应该是 0X1008，算法也应该是当前PC - 4，为什么要加4(PC+4)？

在此再谢谢大家 了

canyun0311

应该是这样的：
“将下一条指令的地址存入相应的连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。”这里的“将下一条指令的地址存入相应的连接寄存器LR”，说的把是寄存器pc当前值存入LR，也就是当前指令地址A+8存入了LR，那么如果处理完中断后照此返回的话，显然会跳过A+4这条指令而造成错误，因此需要人为将LR减4，也就是你在问题2中的这条语句：
SUB LR，LR，#4 ；计算返回地址
注意sub是减法不是加法……

另一方面，正如狗狗所说，某些异常是特殊的，对于这些特殊的异常而言，存入LR的值不是A+8而是A+4，那么这些异常处理函数就不需要再重新计算返回地址了。