中断异常处理流程

1、1.异常中断响应和返回系统运行时，异常可能会随时发生。当一个异常出现以后,下几步操作:正确的位置重新开始执行。程序处。处理器会执行以下几步操作从异常返回:于处于未知状态，在应用程序的设计中， 首先要进行异常处理。 采用的方式是在异常向量表中的特定位置放置一条跳转指令，跳转到异常处理程序。 当ARM处理器发生异常时， 程序计计算机体系结构中，异常或者中断是处理系统中突发事件的一种机制，几乎所有的处理器都提供这种机制。异常主要是从处理器被动接受的角度出发的一种描述,指意外操作引起的异常。而中断则带有向处理器主动申请的意味。但这两种情况具有一定的共性，都是请求处理器打断正常的程序执行流程，进入特定程

2、序的一种机制。若无特别说明，对“异常”和“中断”都不作严格的区分。本文结合经过实际验证的代码对ARM9中断处理流程进行分析，并设计出基于S3C2410芯片的外部中断处理程序。1)将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR,以便程序在处理异常返回时能从ARM微处理器会执行以2)将CPSF复制到相应的SPSR中。3)根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。4)强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行,从而跳转到相应的异常处理这些工作是由ARM内核完成的，不需要用户程序参与。异常处理完毕之后,ARM微1)将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。2)将SPSRM制回CPSF中。3)若在

3、进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。这些工作必须由用户在中断处理函数中实现。为保证在ARM处理器发生异常时不至2.1异常响应流程数器PC会被强制设置为对应的异常向量，从而跳转到异常处理程序。当异常处理完成以后,返回到主程序继续执行。可以认为应用程序总是从复位异常处理程序开始执行的, 异常处理程序不需要返回。2.异常处理程序设计因此复位由于向量表的限制，只能有一条指令B完成32MB范围内的跳转，并不能保证所有的异常处理函数都位于32MB范围内。为了扩展跳转范围，需要二次跳转才能把异常处理函数图1异常处理调用AREA RamData, DATA, READWRITE_ISR_STARTAD

4、DRESSHan dleResetHan dleU ndefHan dleSWIHan dle PabortHan dleDabortHan dleReservedHan dleIRQHan dleFIQ的地址传送给PCo异常处理调用关系如图1所示。三星公司网站提供了test2410_r11软件包，其中2410 in it.s有如下代码:Han dIerXXXsub sp,sp,#4 ;减少sp，保存跳转地址stmfd sp !,r0;将工作寄存器压入堆栈ldr rO=Ha ndleXXX ;将HandleXXX地址放入r0ldr rO,rO;将中断程序入口地址放入r0str rO,s p,#

5、4;将中断程序入口地址压入堆栈ldmfd sp !,r0, pc;将工作寄存器和中断程序入口地址弹出到r0和PC并且在RAM中定义了存有中断程序入口地址表ISR STARTADDRESS通常Ha ndlerXXX位于程序入口地址32MB范围内，HandleXXX是以_ISR_STARTADDRESS基地址的RAM中地址。该代码主要实现跳转功能，把异常处理程序地址HandleXXX送到PC中。例如产生IRQ中断时，PC会被强制设置为0 x18，执行指令：bHan dlerIRQ在HandlerIRQ程序段内，处理器做一些必要的处理，就会将ISR_STARTADDRESS表中存放的IRQ入口地址送

6、入PC,然后开始执行相关中断程序。由于ISR_STARTADDRESS表存放在RAM中，后面的C语言程序可以方便地更改相关中断服务程序的内容。系统可能存在多个IRQ/FIQ的中断处理程序。为了从向量表入口处的跳转最终能找到正确的中断处理程序，需要设计一套处理机制和方法来实现。可以在ARM勺异常向量表之外，增加一张关联中断控制器的向量表，向量表中的内容对应每个具体的中断源，可以协助 跳转到不同的中断处理程序。当响应外设的一个中断请求时，首先触发ARM核的中断，进人中断程序，再通过中断控制器识别中断源，使PC能够自动获得中断处理程序的地址。有的芯片支持特殊的硬件分支功能，依据中断源自动跳转到向量表

7、的相应地址，多数情况下是用软件来处理异常分支。在S3C2410体系中，中断的调用可以看成是经历了2410i nit.s中的以下代码完成功能就是查询中断偏移寄存器 断号，并根据中断号再调用相关的中断服务程序。IsrIRQsubsp,sp,#4stmfdsp !,r8-r9ldrr9,=INTOFFSETldrr9,r9ldrr8,=Ha ndleEINT0addr8,r8,r9,lsl #2ldrr8,r8strr8,s p,#8ldmfdsp !,r8-r9,pc为了方便C程序使用中断，将IsrIRQ设为IRQ的中断服务程序。其中HandIeEINTO是用户自己开辟的一块存储空间的起始地址，后

8、面按次序存放中断异常处理程序的地址，也可以理解为二级中断向量表。源信息，然后再从二级中断向量表中的对应地址单元得到异常中断处理程序的入口地址, 成异常响应的跳转。二级中断向量表一般位于Han dleFIQ的后面，也就是以_ISR_STARTADDRESS0 x20为起始地址，这里定义了S3C2410处理器所有中断源的相关中断2.2异常分支2次“中断向量表”的查询。INTOFFSET得到当前中断的中IdrrO=Ha ndlelRQIdrr1=lsrlRQstrr1,rOIsrIRQ从中断控制器处获取中断处理处理程序入口。这种方法的好处是用户程序在运行过程中能够动态改变异常向量。中断处理函数的关键

9、字-irq，使用此关键字声明的函数可以被编译器识别为中断处理函数。函数设计如下:static void _irq Ein t3I nt(void)ClearPe ndi ng(BIT_EINT3);Uart_ Prin tf(EINT3 in terru pt is occurred.n);num_in t=3;设置标志位理函数Eint3Int。3.外中断初始化程序设计S3C2410X的中断控制寄存器能接收来自56个中断源的请求。内部的外围模块和外ARM内核只有2个外部中断输入信号nIRQ和nFIQ，在具体嵌入式系统中，需要用中断控制如图2所示。图2 FIQ/IRQ中断处理过程ARM920T内

10、核可以识别正常中断请求和快速中断请求两种类型的外部中断，中断的行为模式由中断控制器来设置。S3C2410X的中断控制器包括6类寄存器：中断源状态寄存器、中断模式寄存器、中断屏蔽寄存器、优先级寄存器、中断状态寄存器，以及中断偏移寄 存器。在初始化程序中，需要选择相应管脚的功能，在此定义GPF3为EINT3模式，通过外部中断控制寄存器EXTINT0设定EINT3是下降沿触发方式，通过设置中断源悬挂寄存器2.3中断函数设计为了方便高级语言设计中断处理函数，标准的ARM旨令编译器提供了一个用来声明编译后的代码在处理异常事件前保存现场信息,处理异常事件后对现场信息进行恢复。中断定义中断处理程序入口地址：

11、#define plSR_EINT3(*(un sig ned*)(_ISR_STARTADDRESS+0 x2c)在初始化程序，引用代码PISR_EINT3=(U32)Eint3lnt, 即可定义地址_ISR_STARTADDRESS+0 x2内容是Eint3Int的地址，外部中断3产生请求时即可调用中断处部管脚产生的多个中断请求通过中断控制器冲裁后,向ARM9201核发出FIQ或者IRQ中断。器管理多个外部中断源，选择其中一个中断，通过nIRQ或nFIQ向ARM内核发出中断请求,SRCPND中断悬挂寄存器INTPND和中断屏蔽寄存器INTMSK开启EINT3。中断模式寄存器和中断优先级寄存器采用系统默认方式。具体代码实现如下:void Ei nt_ln it(void) rGPF CON = (rGP FCON & 0 x3f0c)|(17);rEXTINTO = (rEXTINT0 & (0 x712) | 0 x212;p ISR_EINT3=(U32)Ei nt3l nt;rSRC PND = BIT