• 未定义指令：故名思意就是没有定义的异常，CPU不认识的指令，当执行这些指令时CPU将会出错
  • 未定义指令有什么作用呢？
    • 很多时候，我们故意在代码里插入一些伪造的指令，故意让CPU执行到它时触发错误。
    • 这在调试时很有用，比如想打断点：怎么实现呢？有很多种方法：硬件监视点(watch point，数量有限)、软件断点(数量无限)。
    • 软件断点就是使用未定义指令来实现的
  • 产生未定义的原因有两个： 要么是程序出错，要么是故意插入未定义的指令
  • 想让程序执行到某个地址A时停下来，可以这样做：
    • 地址A上原来的指令是xxx
    • 我们故意把它改成yyy，改成一条CPU无法识别的指令
    • 当CPU执行到地址A上的yyy指令时，触发异常
    • 在异常处理函数里，打印更多调试信息（跟程序员交互，显示更多寄存器的值、状态等）
    • 调试完毕后，恢复地址A上的指令为xxx
    • 从地址A重新执行程序

  • A7的异常向量表：

    1. _start: 
    2.   b    reset
    3.   ldr    pc, _undefined_instruction
    4.   ldr    pc, _software_interrupt
    5.   ldr    pc, _prefetch_abort
    6.   ldr    pc, _data_abort
    7.   ldr    pc, _not_used
    8.   ldr    pc, _irq
    9.   ldr    pc, _fiq
    • 从向量表可以看出，A7支持哪些异常
  • 可以在代码中插入一条未定义指令： .word 0xffffffff看看会发生什么

  • 因为我们将异常向量表放在程序最开头，程序烧写在flash上，然后会被片内ROM拷贝到内存的某个地址，而这个地址一般不为0（ARM9中，异常向量表的地址只能是0、0xFFFF0000；A7中可以通过VBAR修改异常向量表基地址），所以需要修改向量表的基地址：

    1. MRC p15, 0, <Rt>, c12, c0, 0 ; Read VBAR into Rt
    2. MCR p15, 0, <Rt>, c12, c0, 0 ; Write Rt to VBAR
    3. // VBAR(vector base address)是一个协处理器(寄存器)
    4. /* 设置异常向量表基地址 : VBAR */
    5.   ldr r0, =_start
    6.   mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0            //将异常向量表基地址设置为_start

  • image.png

  • 实现未定义指令异常： ```c //#define STACK_BASE (0xc0000000 + 0x100000) // stm32mp157

    define STACK_BASE (0x80000000 + 0x100000) // imx6ull

    define STACK_SIZE (2048)

.text .global _start _start:
b reset ldr pc, =do_undefined .word 0 // ldr pc, _software_interrupt //.word 0 ： 在当前位置放一个word型的值，该值为0 .word 0 // ldr pc, _prefetch_abort .word 0 // ldr pc, _data_abort .word 0 // ldr pc, _not_used .word 0 // ldr pc, _irq .word 0 // ldr pc, _fiq

reset: / 设置sp / / 对于STM32MP157设置链接地址为0xC0200000, 对于IMX6ULL设为0x80200000 / ldr sp, =STACK_BASE

  1. adr r0, _start
  2. bl SystemInit
  4. bl uart_init
  6. /* 设置异常向量表基地址 : VBAR */
  7. ldr r0, =_start
  8. mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0
  10. .word 0xffffffff
  12. /* 调用main函数 */
  13. //bl main
  14. ldr pc, =main

do_undefined: / 设置SP_und / ldr sp, =STACK_BASE - STACK_SIZE // 设置SP_und在SP_user的下方

  1. /* 保存现场 */
  2. stmdb sp!, {R0-R3,R12,LR}                // 将寄存器进行压栈; und模式中, LR保存的地址是未定义指令地址+4(即下一条指令的地址)
  4. /* 调用处理函数 */
  5. bl do_undefined_c                        // 调用实际的处理函数(这里将会更新LR寄存器的值)
  7. /* 恢复现场 */
  8. ldmia sp!, {R0-R3,R12,PC}^                //恢复压栈的寄存器值  ^ : 还要将SPSR的值恢复到CPSR ; LR刚好指向未定义指令的下一条指令，所以不用再+offset

```

  • image.png