ARM中断的的处理

1/20中断的概念；通俗地说，中断就是打断，你在专心某件事情的时候，突然出现了一件意想不到的事情，这个意想不到的事情就是中断。例如：你在图书馆自习的时候，突然手机响了。我们人具有很好的感知”中断的能力“，请看：

耳朵眼睛鼻子皮肤当你专注与某件事情时，就依靠它们来感知外界异步的事件——中断；你可以同时监听4路中断。“四路中断监听能力”对你重要吗？可以没有吗？重要！不能没有！cpu是对人脑的模拟，同样需要具有对异步事件——中断进行感知的能力，ARM处理器也不例外。2/20中断的概念；按信号源分类，中断可以分为：

外中断：一般称为中断，是指来自处理器和主存外部的中断，与现行指令无关。

内中断：一般称为异常，是指来自处理器和主存内部的中断，与现行指令相关。

3/20ARM处理器中断的分类ARM处理器复位异常：当处理器的复位管脚复位电平有效未定义指令异常：执行了一条未定义的指令软中断：执行软中断指令swi预取指令异常：在一个未知内存取指令预取数据异常：在一个未知内存取数据保留(暂未使用)IRQ外部中断：当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR中的I位为0时，产生IRQ中断FIQ外部中断：当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR中的F位为0时ARM处理器共支持8路中断，其中一路是保留的，即目前ARM处理器家族还没有指明其用于哪种类型的中断。ARM处理器正是通过这8路中断来监听指令执行过程中的异常事件。4/20ARM处理器中断的分类当异常发生时，ARM处理器会进入相应的异常模式（在不同的模式下ARM处理器有什么区别？）6/20ARM中断的响应过程

当然ARM处理器获知异常事件发生后，接下来做的工作就应该暂停当前的工作转去对异常事件进行处理，而异常处理完毕后再接着做原来被中断的工作。cpu所要做的工作异常到来异常处理程序ISR当异常产生后，cpu如何跳转到异常处理程序呢？也即当中断产生后如何让指令指针寄存器pc指向异常处理程序的第一条指令呢？？？当异常处理程序执行完后，cpu又如何返回接着做原来被中断的工作呢？也即异常处理完后，如何让pc指向cmpr0,r1指令？pc?pc?7/20ARM中断的响应过程当某一类型的异常发生时，ARM处理器能够跳转到异常处理程序的秘密就在于ARM处理器的中断向量表！地址异常内存单元0x00复位0x04未定义指令0x08软中断0x0c预取指令中止0x10预取数据终止0x14保留0x18IRQ0x1cFIQ发生了某类型异常，则pc就指向对应的地址，强迫cpu从对应地址取指令执行，例如：发生复位异常，cpu会从0地址取指令执行。irq_handleriqr中断处理

中断返回假设下面为irq中断处理程序：怎样才能让irq中断发生后，pc能够指向irq_handler?8/20ARM中断的响应过程分析：

当发生irq中断时，如果cpu打算响应该中断（是不是有时候还不响应呢？有，以后再讲）时，硬件会强迫pc指向中断向量表irq的入口，即pc的值变成0x18,此时cpu会从0x18取指令执行，这一切都是由硬件来完成，但我现在希望是一旦发生irq中断，cpu能够执行irq中断处理程序，irq中断产生pc:0x18pc:irq_handler硬件完成我们希望irq中断发生时的pc的值？ldrpc,=irq_handler0x18cpu执行该指令9/20ARM中断的响应过程当某一类型的异常发生时，ARM处理器能够跳转到异常处理程序的秘密就在于ARM处理器的中断向量表！地址异常内存单元0x00复位0x04未定义指令0x08软中断0x0c预取指令中止0x10预取数据终止0x14保留0x18IRQ0x1cFIQ发生了某类型异常，则pc就指向对应的地址，强迫cpu从对应地址取指令执行，例如：发生复位异常，cpu会从0地址取指令执行。irq_handleriqr中断处理

中断返回假设下面为irq中断处理程序：ldrpc,=irq_handler10/20ARM中断的响应过程当八种类型的异常（严格说了只有七种）发生时，硬件能够保证cpu执行中断向量表对应入口处的指令，尽管这个过程由硬件完成，但为了当中断处理完成后程序员能够编写正确的返回指令，有必要对该硬件过程作一解释：（1）拷贝当前CPSR到对应模式的SPSR寄存器中以存储当前程序状态，这些信息包括当前处理器模式、中断屏弊位以及控制标识。（2）改变CPSR寄存器的模式位使当前处理器工作于对应模式、禁止中断位，其中，在任何异常情况下都将禁止IRQ请求位，当复位中断和FIQ中断发生时将禁止FIQ请求位。（3）保存返回地址到对应模式链接寄存器（LR）。（4）设置当前程序PC寄存器到中断向量地址以处理异常。这将强制跳转到相应的中断处理程序中。11/20ARM中断的响应过程到目前为止，解决了当异常发生时，cpu如何跳转到异常处理程序问题；当异常处理结束了，我们还得让cpu返回到被中断的地方继续做未完成的工作，这一工作必须全部有程序员完成，一般遵循如下规则：

当一个中断异常处理后，将执行以下操作以从中断异常处理程序中返回：（1）从相应模式的SPSR寄存器中恢复CPSR寄存器内容。（2）从相应模式的链接寄存器LR中恢复PC寄存器以使程序从中断处重新执行。如果在进入中断时没有使用栈空间来存储普通寄存器数据，则只需要执行以上操作即可。如果在进入中断时使用了栈空间来存储普通寄存器数据，则需要重新加载这些数据，例如使用以下指令： LDMFDsp!,{r0-r12,pc}^

以上指令将从SP（堆栈寄存器）所指堆栈空间中恢复R0~R12寄存器数据，并从LR寄存器恢复PC寄存器，从SPSR_mod中恢复CPSR寄存器。12/20ARM中断的响应过程中断产生cpu中止正在执行的事件；自动将PC备份到lr;自动备份当前的cpsr寄存

器到spsr寄存器自动修改CPU的模式；自动跳转到中断向量处；执行中断处理程序：进行必要的现场保护；处理中断事件中断返回：恢复现场；pc跳转到原中断位置的下

条指令硬件完成程序员完成13/2013/20问题的提出当某一类型的异常发生时，ARM处理器能够跳转到异常处理程序的秘密就在于ARM处理器的中断向量表！发生了某类型异常，则pc就指向对应的地址，强迫cpu从对应地址取指令执行，例如：发生复位异常，cpu会从0地址取指令执行。irq_handler

iqr中断处理中断返回假设下面为irq中断处理程序：ldrpc,=irq_handler在每一个向量处填入什么样的指令可以使当发生异常时cpu会真正跳转到异常中断处理程序？14/20问题的提出安装ARM的中断处理程序需要解决两个问题：在各异常向量对应的表项处填入什么指令可以让发生异常时cpu可以最终跳转到异常处理程序；什么时候安装中断处理程序；14/20what?when?15/20复位时安装中断处理程序（静态的方式安装）：方法一 areainit,code,readonly entry bResetHandler bUndefHandler bSwiHandler bPabortHandler bDataHandler b. bIRQHandler bFIQHandler

ResetHandler ;复位异常处理代码UndefHandler ;未定义指令处理异常代码SwiHandler ;软中断异常处理代码PabortHandler ;指令预取异常代码DataHandler ;数据访问异常代码IRQHandler ;普通外部中断处理代码FIQHandler ;快速中断处理代码

end

15/20复位异常的处理代码非常重要，系统上电复位是执行，完成的主要功能包括：关看门狗、关中断、设置系统时钟、初始化sdram存储控制器、设置栈指针。16/20复位时安装中断处理程序（静态的方式安装）：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 ;复位异常处理代码Undef_Handler ;未定义指令处理异常代码Swi_Handler ;软中断异常处理代码Pabort_Handler ;指令预取异常代码Data_Handler ;数据访问异常代码IRQ_Handler ;普通外部中断处理代码FIQ_Handler ;快速中断处理代码

end 17/20复位时安装中断处理程序（静态的方式安装）：方法三 areainit,code,readonly entry

ldrpc,=ResetHandler

ldrpc,=UndefHandler

ldrpc,=SwiHandler

ldrpc,=PabortHandler

ldrpc,=DataHandle