S3c2440ARM異常與中斷體系詳解1---概念引入與處理流程

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)