ARM單片機是大多數新手選擇的入門(mén)切入點(diǎn)，但由于知識的不足，在設計過(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A(yíng)RM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ARM異常中斷的集中情況進(jìn)行總結，并給出了一些解決方法。
在正式介紹之前，要為大家補充一些較為重要的基礎知識。首先R15(PC)總是指向“正在取指”的指令，而不是指向“正在執行”的指令或正在“譯碼” 的指令。一般來(lái)說(shuō)，人們習慣性約定將“正在執行的指令作為參考點(diǎn)”，稱(chēng)之為當前第一條指令，因此PC總是指向第三條指令。當ARM狀態(tài)時(shí)，每條指令為4字節長(cháng)，所以PC始終指向該指令地址加8字節的地址，即：PC值=當前程序執行位置+8;而ADS中的pc，是為了調試看著(zhù)方便而修改過(guò)的，它指向的是正在執行的指令，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(PC-8)的下一條指令A+4(PC-4)處開(kāi)始執行，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(huà)解釋?zhuān)簩τ赟WI和未定義指令發(fā)生異常時(shí)pc沒(méi)有更新，根據ARM的三級流水線(xiàn)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!)即A+4。
由于這類(lèi)異常返回后應執行下一條指令(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應于PC A，PC-8執行此指令完成后(!)查詢(xún)IRQ及FIQ，如果有中斷請求則產(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.將當前PC-4，即A+8)。
保存到LR.返回時(shí)，要接著(zhù)執行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(huà)解釋?zhuān)簩τ谄罩袛嗪涂熘袛喈惓�，中斷必須在一條指令執行完以后被檢測到，如正在執行指令甲時(shí)發(fā)生了中斷，不等指令甲執行完是不會(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!)即A+8返回后，應執行被中斷而沒(méi)有執行的指令(上面的A+4)，所以返回時(shí)，pc= lr-4。
指令預取中止異常中斷處理的返回
指令地址：
A PC-8 執行本指令時(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)生指令預取中止的指令A(PC-8)處重新執行，所以返回指令為SUBS PC，LR，#4(PC=A=LR-4)。
白話(huà)解釋?zhuān)簩τ陬A取指令中止異常發(fā)生預取指令異常時(shí)，是在執行時(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(lèi)異常返回后應重新執行異常的那個(gè)指令(A)，所以返回時(shí)，pc = lr-4。
數據訪(fǎng)問(wèn)中止異常中斷處理的返回
指令地址：
A PC-8 本指令訪(fǎng)問(wèn)有問(wèn)題的數據，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處繼續執行，所以指令為SUBS PC，LR，#8.(PC=A=LR-8)
白話(huà)解釋?zhuān)簩τ跀祿L(fǎng)問(wèn)中止異常時(shí)，是在執行時(shí)訪(fǎng)問(wèn)數據錯誤。
導致的異常，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!)即A+8。
由于這類(lèi)異常返回后應重新執行異常的那個(gè)指令(A)，所以返回時(shí)，pc=lr-8。
總結
引起PC更新的原因一種是數據中止，還有就是中斷了。
中斷必須是在一條指令執行完畢后才能被檢測到，所以它中斷的只是還未執行的那條。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)，只是他們在執行時(shí)，PC的值并沒(méi)有更新，所以pc= lr。
預取指令中止異常，也沒(méi)有發(fā)生pc更新，但它還得重新執行發(fā)生異常的那條指令，所以pc=lr–4。
數據訪(fǎng)問(wèn)中止異常，發(fā)生了pc更新，并且它也需要重新執行發(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中斷返回的原因非常多，每種方法的應對方案都不盡相同。在A(yíng)RM芯片調試過(guò)程中遇到中斷返回問(wèn)題的朋友不妨仔細閱讀本文，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，在遇到錯誤的時(shí)候進(jìn)行查閱。 |
