软件中断异常还是未定义指令异常？答案

【问题标题】：Software interrupt exception or undefined instruction exception?软件中断异常还是未定义指令异常？
【发布时间】：2013-03-04 05:22:03
【问题描述】：

我正在使用 JTAG 连接器和 gdb 在裸机 ARM（符合 v5TE）上运行程序。该程序以管理员模式从某个 SDRAM 运行，并且仅使用 arm 指令。

在某些时候会发生异常。使用 ctrl+C 停止 gdb 我可以看到 CPSR 指示未定义的异常模式，但是程序计数器指示软件中断异常 (0xffff0008)。根据ARM ARM，当发生未定义指令异常时，PC_und 应该是0xffff0004 或0x00000004。我的程序发生了什么，发生了 SWI 还是未定义的指令异常？

编辑以使我的问题更清楚：

我的程序目的是测试定制板的硬件。当出现硬件问题时，RAM 中的程序可能会损坏（如下所示），这是产生异常的原因。当硬件正常时，测试软件运行没有问题。我的 RAM 地址范围从 0 到 0x40000000，程序加载在 0x1000 和 0x2000 之间。监督模式堆栈指针设置为 0xff0。中断向量只包含断点。

(gdb) c
Continuing.
^C^C
Program received signal SIGTRAP, Trace/breakpoint trap.
0xffff0008 in ?? ()

从未定义异常模式注册：

(gdb) i r 
r0             0x52878  338040
r1             0x2020000    33685504
r2             0x2020000    33685504
r3             0x2020000    33685504
r4             0x2020000    33685504
r5             0x2020000    33685504
r6             0x2020000    33685504
r7             0x2020000    33685504
r8             0x2020000    33685504
r9             0x2020000    33685504
r10            0x2020000    33685504
r11            0x2020000    33685504
r12            0x2020000    33685504
sp             0x2020000    0x2020000
lr             0xffff0008   4294901768
pc             0xffff0008   0xffff0008
fps            0x0  0
cpsr           0x800000db   2147483867

从管理员模式注册：

(gdb) set $cpsr=0xd3
(gdb) i r
r0             0x52878  338040
r1             0x2020000    33685504
r2             0x2020000    33685504
r3             0x2020000    33685504
r4             0x2020000    33685504
r5             0x2020000    33685504
r6             0x2020000    33685504
r7             0x2020000    33685504
r8             0x2020000    33685504
r9             0x2020000    33685504
r10            0x2020000    33685504
r11            0x2020000    33685504
r12            0x2020000    33685504
sp             0xff3ffffe   0xff3ffffe
lr             0x1020   4128
pc             0xffff0008   0xffff0008
fps            0x0  0
cpsr           0xd3 211

这是 RAM 中的（损坏的）程序，位于主管链接寄存器指向的地址周围：

(gdb) x/5i 0x1020-8
0x1018 <_start+24>: bic r0, r0, #135168 ; 0x21000
0x101c <_start+28>: strbcs  r0, [r0], #1025
0x1020 <_start+32>: mcr 15, 0, r0, cr1, cr0, {0}
0x1024 <_start+36>: ldr r1, [pc, #120]  ; 0x10a4 <skip_intreg_reset+100>
0x1028 <_start+40>: ldr r2, [r1, #8]

(gdb) x/4w 0x1018
0x1018 <_start+24>: 0xe3c00a01  
0x101C <_start+28>: 0xfec00401
0x1020 <_start+32>: 0xee010f10  
0x1024 <_start+36>: 0xe59f1078

从程序目标文件中转储：

  18:   e3c00a01    bic r0, r0, #4096   ; 0x1000
  1c:   e3c00001    bic r0, r0, #1  ; 0x1
  20:   ee010f10    mcr 15, 0, r0, cr1, cr0, {0}
  24:   e59f1078    ldr r1, [pc, #120]  ; a4 <skip_intreg_reset+0x64>
  28:   e5912000    ldr r2, [r1]

【问题讨论】：

swi 发生时是拇指模式还是手臂模式？
你能转储/发布发生异常的代码吗？
可能只是 GDB 故障。尝试在向量的分支目标上设置断点，而不是在向量本身上。
向量中的分支是什么意思？在中断向量中使用分支指令并在我分支的地方放置一个断点？
您已验证 mcr 是该内核上的协处理器的有效操作？也许用 nop 替换它。并且 ldr 在对齐的边界上？（如果是 0x2020000 就可以了）

标签： gdb arm jtag bare-metal

【解决方案1】：

这是一个社区维基答案。

这个问题是由两个不同的问题引起的：

正在初始化错误的向量表。 ARM 具有可选择的高和低向量，高 0xffff0000 是默认值，而代码已初始化，就好像向量表位于 0x00000000。高向量表包含以下指令（异常无限循环）：

0xffff0000: b 0xffff0020 
0xffff0004: b 0xffff0004 
0xffff0008: b 0xffff0008 
0xffff000c: b 0xffff000c 
0xffff0010: b 0xffff0010 
0xffff0014: b 0xffff0014 
0xffff0018: b 0xffff0018 
0xffff001c: b 0xffff001c

板上的 SDRAM 问题导致 RAM 中的程序内容损坏并产生未定义的异常。之后程序停止响应，因为它处于无限循环中，并且 OP 停止了 gdb。当使用ctrl+C 停止gdb 时，使用的JTAG 调试器（peedi）实际上会跳转到下一条指令，这就是为什么pc 是0xffff0008，即使cpsr 表示位于0xffff0004 的未定义异常。李>

【讨论】：