arm学习笔记020之mov pc,lr的解释

2014.01.03

    mov pc,lr的解释：

    1、参考http://blog.163.com/cmdbat@126/blog/static/17029212320114238281688/

      异常的发生会导致程序正常运行的被打断， 并将控制流转移到相应的异常处理（异常响应），有些异常（fiq、irq）事件处理后，系统还希望能回 到当初异常发生时被打断的源程序断点处继续完成源程序的执行（异常返回），这就需要一种解决方案， 用于记录源程序的断点位置，以便正确的异常返回。 
    类似的还有子程序的调用和 返回。在主程序中（通过子程序调用指令）调用子程序时，也需要记录下主程序中的调用点位置，以便将来的子程序的返回。 

    在ARM处理器中使用 R14实现对断点和调用点的记录，即使用R14用作返 回连接寄存器（LR）。在硬件上和指令执行上，CPU 自动完成相应返回点的记录。在ARM 汇编语言程序设计时，R14和LR通用。
    ARM处理器相应异常时，会自动完成将当前的PC保存到LR寄存器。
    ARM处理器执行子程序调用指令（BL ）时，会自动完成将当前的PC的值减去4的结果数据保存到LR寄存器。即将调用指令的下紧邻指令的地址保存到LR。
    ARM处理器针对不同的模式，共有6个链接寄存器资源（LR ），其中用户模式和系统模式共用一个 LR，每种异常模式都有各自专用的R14 寄存器（LR ）。这些链接寄存器分别为 R14、R14_svc、R14_abt、R14_und、R14_irq、R14_fiq，

   程序设计者要清晰处理器的模式与相应 寄存器的对应关系，都是使用 R14，但不同模式下的R14 不是同一个物理资源，其内容可能天壤之别。
    R14 不用做链接寄存器（LR ）时，也可以用做通用数据寄存器。

    2、参考http://blog.csdn.net/creat_ok/article/details/7328757

    ARM处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度，这样可使几个操作同时进行，并使处理与存储器系统之间的操作更加流畅，连续，能提供0.9MIPS/MHZ的指令执行速度。

    PC代表程序计数器，流水线使用三个阶段，因此指令分为三个阶段执行：1.取指（从存储器装载一条指令）；2.译码（识别将要被执行的指令）；3.执行（处理指令并将结果写回寄存器）。而R15（PC）总是指向“正在取指”的指令，而不是指向“正在执行”的指令或正在“译码”的指令。一般来说，人们习惯性约定将“正在执行的指令作为参考点”，称之为当前第一条指令，因此PC总是指向第三条指令。当ARM状态时，每条指令为4字节长，所以PC始终指向该指令地址加8字节的地址，即：PC值=当前程序执行位置+8；

    ARM指令是三级流水线，取指，译指，执行时同时执行的，现在PC指向的是正在取指的地址，那么cpu正在译指的指令地址是PC-4（假设在ARM状态下，一个指令占4个字节），cpu正在执行的指令地址是PC-8，也就是说PC所指向的地址和现在所执行的指令地址相差8。
    当突然发生中断的时候，保存的是PC的地址
    这样你就知道了，如果返回的时候返回PC，那么中间就有一个指令没有执行，所以用SUB pc lr-irq #4。

 

    但是在ADS中PC确实是指向即将执行的指令处,这个是软件处理后的结果,主要是为了用户调试程序方便.

   需要注意的是,当前使用指令STM/STR保存R15时候,保存的可能是当前指令地址值+8字节,也可能保存的是当前的指令地址+12字节.到底是哪种,取决于芯片的具体的设计方式。无论如何，在同一芯片中，要么采用当前的指令地址＋8，要么采用当前的指令地址＋12。因此对于用户来讲，尽量避免使用STM/STR指令来保存R15的值。但是可以在开始的时候用一段程序对芯片的offset进行测试！

 代码如下：
SUB R1, PC, #4  ;获得下面的存放下面存放STR指令的地址
STR PC,[R0]
LDR R0,[RO]
SUB R0, R0, R1

ARM7中断与PC、LR的问题：

1，假设当前是PC,PC-4,PC-8（三级流水）
2，发生IRQ异常，执行保护操作，LR中保存由于FIQ或IRQ占先而没有被执行的指令的地址（即有些资料上把这个地址写成PC或者当前地址，很费解甚至误解）的下一条地址
3，清空流水线
4，进入中断服务程序
5，待流水线填满，执行操作才被重新挂起（解释了ARM7为什么是0.9MIPS）
6，中断返回前，对LR处理，LR=LR-4，指向之前被清空的已译码但没被执行的指令的地址
7，清空流水线，返回
8，重新对丢弃的前一次已译码指令取指
9，待流水线满，开始继续执行