ARM中斷的的處理

1/20中斷的概念；通俗地說，中斷就是打斷，你在專心某件事情的時候，突然出現(xiàn)了一件意想不到的事情，這個意想不到的事情就是中斷。例如：你在圖書館自習的時候，突然手機響了。我們?nèi)司哂泻芎玫母兄敝袛嗟哪芰Α?，請看?/p>

耳朵眼睛鼻子皮膚當你專注與某件事情時，就依靠它們來感知外界異步的事件——中斷；你可以同時監(jiān)聽4路中斷?！八穆分袛啾O(jiān)聽能力”對你重要嗎？可以沒有嗎？重要！不能沒有！cpu是對人腦的模擬，同樣需要具有對異步事件——中斷進行感知的能力，ARM處理器也不例外。2/20中斷的概念；按信號源分類，中斷可以分為：

外中斷：一般稱為中斷，是指來自處理器和主存外部的中斷，與現(xiàn)行指令無關。

內(nèi)中斷：一般稱為異常，是指來自處理器和主存內(nèi)部的中斷，與現(xiàn)行指令相關。

3/20ARM處理器中斷的分類ARM處理器復位異常：當處理器的復位管腳復位電平有效未定義指令異常：執(zhí)行了一條未定義的指令軟中斷：執(zhí)行軟中斷指令swi預取指令異常：在一個未知內(nèi)存取指令預取數(shù)據(jù)異常：在一個未知內(nèi)存取數(shù)據(jù)保留(暫未使用)IRQ外部中斷：當處理器的外部中斷請求引腳有效，且CPSR中的I位為0時，產(chǎn)生IRQ中斷FIQ外部中斷：當處理器的快速中斷請求引腳有效，且CPSR中的F位為0時ARM處理器共支持8路中斷，其中一路是保留的，即目前ARM處理器家族還沒有指明其用于哪種類型的中斷。ARM處理器正是通過這8路中斷來監(jiān)聽指令執(zhí)行過程中的異常事件。4/20ARM處理器中斷的分類當異常發(fā)生時，ARM處理器會進入相應的異常模式（在不同的模式下ARM處理器有什么區(qū)別？）6/20ARM中斷的響應過程

當然ARM處理器獲知異常事件發(fā)生后，接下來做的工作就應該暫停當前的工作轉去對異常事件進行處理，而異常處理完畢后再接著做原來被中斷的工作。cpu所要做的工作異常到來異常處理程序ISR當異常產(chǎn)生后，cpu如何跳轉到異常處理程序呢？也即當中斷產(chǎn)生后如何讓指令指針寄存器pc指向異常處理程序的第一條指令呢？？？當異常處理程序執(zhí)行完后，cpu又如何返回接著做原來被中斷的工作呢？也即異常處理完后，如何讓pc指向cmpr0,r1指令？pc?pc?7/20ARM中斷的響應過程當某一類型的異常發(fā)生時，ARM處理器能夠跳轉到異常處理程序的秘密就在于ARM處理器的中斷向量表！地址異常內(nèi)存單元0x00復位0x04未定義指令0x08軟中斷0x0c預取指令中止0x10預取數(shù)據(jù)終止0x14保留0x18IRQ0x1cFIQ發(fā)生了某類型異常，則pc就指向對應的地址，強迫cpu從對應地址取指令執(zhí)行，例如：發(fā)生復位異常，cpu會從0地址取指令執(zhí)行。irq_handleriqr中斷處理

中斷返回假設下面為irq中斷處理程序：怎樣才能讓irq中斷發(fā)生后，pc能夠指向irq_handler?8/20ARM中斷的響應過程分析：

當發(fā)生irq中斷時，如果cpu打算響應該中斷（是不是有時候還不響應呢？有，以后再講）時，硬件會強迫pc指向中斷向量表irq的入口，即pc的值變成0x18,此時cpu會從0x18取指令執(zhí)行，這一切都是由硬件來完成，但我現(xiàn)在希望是一旦發(fā)生irq中斷，cpu能夠執(zhí)行irq中斷處理程序，irq中斷產(chǎn)生pc:0x18pc:irq_handler硬件完成我們希望irq中斷發(fā)生時的pc的值？ldrpc,=irq_handler0x18cpu執(zhí)行該指令9/20ARM中斷的響應過程當某一類型的異常發(fā)生時，ARM處理器能夠跳轉到異常處理程序的秘密就在于ARM處理器的中斷向量表！地址異常內(nèi)存單元0x00復位0x04未定義指令0x08軟中斷0x0c預取指令中止0x10預取數(shù)據(jù)終止0x14保留0x18IRQ0x1cFIQ發(fā)生了某類型異常，則pc就指向對應的地址，強迫cpu從對應地址取指令執(zhí)行，例如：發(fā)生復位異常，cpu會從0地址取指令執(zhí)行。irq_handleriqr中斷處理

中斷返回假設下面為irq中斷處理程序：ldrpc,=irq_handler10/20ARM中斷的響應過程當八種類型的異常（嚴格說了只有七種）發(fā)生時，硬件能夠保證cpu執(zhí)行中斷向量表對應入口處的指令，盡管這個過程由硬件完成，但為了當中斷處理完成后程序員能夠編寫正確的返回指令，有必要對該硬件過程作一解釋：（1）拷貝當前CPSR到對應模式的SPSR寄存器中以存儲當前程序狀態(tài)，這些信息包括當前處理器模式、中斷屏弊位以及控制標識。（2）改變CPSR寄存器的模式位使當前處理器工作于對應模式、禁止中斷位，其中，在任何異常情況下都將禁止IRQ請求位，當復位中斷和FIQ中斷發(fā)生時將禁止FIQ請求位。（3）保存返回地址到對應模式鏈接寄存器（LR）。（4）設置當前程序PC寄存器到中斷向量地址以處理異常。這將強制跳轉到相應的中斷處理程序中。11/20ARM中斷的響應過程到目前為止，解決了當異常發(fā)生時，cpu如何跳轉到異常處理程序問題；當異常處理結束了，我們還得讓cpu返回到被中斷的地方繼續(xù)做未完成的工作，這一工作必須全部有程序員完成，一般遵循如下規(guī)則：

當一個中斷異常處理后，將執(zhí)行以下操作以從中斷異常處理程序中返回：（1）從相應模式的SPSR寄存器中恢復CPSR寄存器內(nèi)容。（2）從相應模式的鏈接寄存器LR中恢復PC寄存器以使程序從中斷處重新執(zhí)行。如果在進入中斷時沒有使用?？臻g來存儲普通寄存器數(shù)據(jù)，則只需要執(zhí)行以上操作即可。如果在進入中斷時使用了?？臻g來存儲普通寄存器數(shù)據(jù)，則需要重新加載這些數(shù)據(jù)，例如使用以下指令： LDMFDsp!,{r0-r12,pc}^

以上指令將從SP（堆棧寄存器）所指堆?？臻g中恢復R0~R12寄存器數(shù)據(jù)，并從LR寄存器恢復PC寄存器，從SPSR_mod中恢復CPSR寄存器。12/20ARM中斷的響應過程中斷產(chǎn)生cpu中止正在執(zhí)行的事件；自動將PC備份到lr;自動備份當前的cpsr寄存

器到spsr寄存器自動修改CPU的模式；自動跳轉到中斷向量處；執(zhí)行中斷處理程序：進行必要的現(xiàn)場保護；處理中斷事件中斷返回：恢復現(xiàn)場；pc跳轉到原中斷位置的下

條指令硬件完成程序員完成13/2013/20問題的提出當某一類型的異常發(fā)生時，ARM處理器能夠跳轉到異常處理程序的秘密就在于ARM處理器的中斷向量表！發(fā)生了某類型異常，則pc就指向對應的地址，強迫cpu從對應地址取指令執(zhí)行，例如：發(fā)生復位異常，cpu會從0地址取指令執(zhí)行。irq_handler

iqr中斷處理中斷返回假設下面為irq中斷處理程序：ldrpc,=irq_handler在每一個向量處填入什么樣的指令可以使當發(fā)生異常時cpu會真正跳轉到異常中斷處理程序？14/20問題的提出安裝ARM的中斷處理程序需要解決兩個問題：在各異常向量對應的表項處填入什么指令可以讓發(fā)生異常時cpu可以最終跳轉到異常處理程序；什么時候安裝中斷處理程序；14/20what?when?15/20復位時安裝中斷處理程序（靜態(tài)的方式安裝）：方法一 areainit,code,readonly entry bResetHandler bUndefHandler bSwiHandler bPabortHandler bDataHandler b. bIRQHandler bFIQHandler

ResetHandler ;復位異常處理代碼UndefHandler ;未定義指令處理異常代碼SwiHandler ;軟中斷異常處理代碼PabortHandler ;指令預取異常代碼DataHandler ;數(shù)據(jù)訪問異常代碼IRQHandler ;普通外部中斷處理代碼FIQHandler ;快速中斷處理代碼

end

15/20復位異常的處理代碼非常重要，系統(tǒng)上電復位是執(zhí)行，完成的主要功能包括：關看門狗、關中斷、設置系統(tǒng)時鐘、初始化sdram存儲控制器、設置棧指針。16/20復位時安裝中斷處理程序（靜態(tài)的方式安裝）：方法二areainit,code,readonlyentry

ldr

pc,ResetHandler

ldr

pc,UndefHandler

ldr

pc,SwiHandler

ldr

pc,PabortHandler

ldr

pc,DataHandlerb.

ldr

pc,IRQHandler

ldr

pc,FIQHandler

ResetHandler

dcd

Reset_HandlerUndefHandler

dcd

Undef_HandlerSwiHandler

dcd

Swi_HandlerPabortHandler

dcd

Pabor_tHandlerDataHandler

dcd

Data_HandlerIRQHandler

dcd

IRQ_HandlerFIQHandler

dcd

FIQ_Handler

16/20Reset_Handler ;復位異常處理代碼Undef_Handler ;未定義指令處理異常代碼Swi_Handler ;軟中斷異常處理代碼Pabort_Handler ;指令預取異常代碼Data_Handler ;數(shù)據(jù)訪問異常代碼IRQ_Handler ;普通外部中斷處理代碼FIQ_Handler ;快速中斷處理代碼

end 17/20復位時安裝中斷處理程序（靜態(tài)的方式安裝）：方法三 areainit,code,readonly entry

ldrpc,=ResetHandler

ldrpc,=UndefHandler

ldrpc,=SwiHandler

ldrpc,=PabortHandler

ldrpc,=DataHandle