S3c2440ARM異常與中斷體系詳解1---概念引入與處理流程
2021-09-10 來源:eefocus
取個場景解釋中斷。
假設有個大房間里面有小房間,嬰兒正在睡覺,他的媽媽在外面看書。
問:這個母親怎么才能知道這個小孩醒?
過一會打開一次房門,看嬰兒是否睡醒,讓后接著看書
一直等到嬰兒發出聲音以后再過去查看,期間都在讀書
第一種 叫做查詢方式:
*優點:簡單
*缺點: 累
寫程序如何:
while(1)
{
1 read book(讀書)
2 open door(開門)
if(睡)
return(read book)
else
照顧小孩
}
第二種叫中斷方式:
優點:不累
缺點:復雜
寫程序:
while(1)
{
read book
中斷服務程序()//如何被調用?
{
處理照顧小孩
}
}
我們看看母親被小孩哭聲打斷如何照顧小孩?
母親的處理過程:
1 平時看書
2 發生了各種聲音,如何處理這些聲音
:: 有遠處的貓叫(聽而不聞,忽略)
:: 門鈴聲有快遞(開門收快遞)
:: 小孩哭聲(打開房門,照顧小孩)
3 母親的處理
:: 只會處理門鈴聲和小孩哭聲
:: a 現在書中放入書簽,合上書(保存現場)
:: b 去處理 (調用對應的中斷服務程序)
:: c 繼續看書(恢復現場)
不同情況,不同處理:
a 對于門鈴:開門取快件
b 對于哭聲:照顧小孩
我們將母親的處理過程抽象化——母親的頭腦相當于CPU
耳朵聽到聲音會發送信號給腦袋,聲音來源有很多種,有遠處的貓叫,門鈴聲,小孩哭聲。這些聲音傳入耳朵,再由耳朵傳給大腦,除了這些可以中斷母親的看書,還有其他情況,比如身體不舒服,有只蜘蛛掉下來,對于特殊情況無法回避,必須立即處理
有CPU,有中斷控制器。
中斷控制器可以發信號給CPU告訴它發生了那些緊急情況
中斷源有按鍵、定時器、有其它的(比如網絡數據)
這些信號都可以發送信號給中斷控制器,再由中斷控制器發送信號給CPU表明有這些中斷產生了,這些成為中斷(屬于一種異常)
還有什么可以中斷CPU運行?
指令不對,數據訪問有問題
reset信號,這些都可以中斷CPU 這些成為異常中斷
重點在于保存現場以及恢復現場
處理過程
a 保存現場(各種寄存器)
b 處理異常(中斷屬于一種異常)
c 恢復現場
arm對異常(中斷)處理過程
1 初始化:
:: a 設置中斷源,讓它可以產生中斷
:: b 設置中斷控制器(可以屏蔽某個中斷,優先級)
:: c 設置CPU總開關,(使能中斷)
2 執行其他程序:正常程序
3 產生中斷:按下按鍵—>中斷控制器—>CPU
4 cpu每執行完一條指令都會檢查有無中斷/異常產生
5 發現有中斷/異常產生,開始處理。對于不同的異常,跳去不同的地址執行程序。這地址上,只是一條跳轉指令,跳去執行某個函數(地址),這個就是異常向量。如下就是異常向量表,對于不同的異常都有一條跳轉指令。
.globl _start
_start: b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq //發生中斷時,CPU跳到這個地址執行該指令 **假設地址為0x18**
ldr pc, _fiq
//我們先在0x18這里放 ldr pc ,__irq,于是cpu最終會跳去執行__irq代碼
//保護現場,調用處理函數,恢復現場
(3-5都是硬件強制做的)
6 這些函數做什么事情?
:: 軟件做的:
:: a 保存現場(各種寄存器)
:: b 處理異常(中斷):
:::: 分辨中斷源
:::: 再調用不同的處理函數
:: c 恢復現場
對比母親的處理過程來比較arm中斷的處理過程。
中斷處理程序怎么被調用?
CPU—>0x18 –跳轉到其他函數->
:: 做保護現場
:: 調用函數
:::: 分辨中斷源
:::: 調用對應函數
:: 恢復現場
cpu到0x18是由硬件決定的,跳去執行更加復雜函數(由軟件決定)