S5PV210-arm裸機(jī)-異常中的中斷實(shí)現(xiàn)過(guò)程

210中的異常中的中斷實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

首先異常分為很多種，異常中包含了中斷異常，有一個(gè)東西叫做異常向量表，在異常向量表中有很多相應(yīng)異常的的地址。異常向量表中的所有異常中斷的地址是不會(huì)變化的。地址都是固定的，但這些地址都是一個(gè)基于基地址的一個(gè)地址。不同的CPU中，基地址是不同的。

在210中，CPU內(nèi)部給了一個(gè)發(fā)生異常時(shí)的異常向量的基地址，查閱官方資料知道，這個(gè)基地址為0XD0037400，所以我們需要自己把異常向量表中的地址加在210給的發(fā)生異常時(shí)的異常向量的基地址上。比如：reset(復(fù)位異常)在異常向量表中的地址是0x00,中斷（IRQ）在異常向量表中的地址是0x18,所以我們需要把這兩個(gè)異常向量表的地址加在210給的異常時(shí)的基地址上，也就是210對(duì)應(yīng)的真正發(fā)生復(fù)位異常時(shí)地址為0XD0037400+0x00，210對(duì)應(yīng)的真正發(fā)生中斷（IRQ）普通中斷時(shí)對(duì)應(yīng)的地址為0xD0037400+0X18?，F(xiàn)在舉例說(shuō)明，比如如果210發(fā)生了中斷，CPU的硬件會(huì)自動(dòng)的幫我們跳轉(zhuǎn)到中斷異常的地址中去執(zhí)行0xD0037400+0X18，但是這個(gè)地址中只有四個(gè)字節(jié)的空間給我們用，所以我們會(huì)在這個(gè)地址中，用軟件寫(xiě)一個(gè)函數(shù)將函數(shù)名（函數(shù)名就是一段代碼的首地址，這里可以把函數(shù)名理解成一個(gè)函數(shù)指針，因?yàn)槎际欠?hào)，所以這個(gè)函數(shù)名只有四個(gè)字節(jié)）（irq），寫(xiě)入到這個(gè)地址中去，這時(shí)當(dāng)CPU發(fā)生中斷硬件自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到這個(gè)地址執(zhí)行時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這里是一個(gè)函數(shù)名（可以理解為函數(shù)指針），所以就會(huì)去這個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)的地址去執(zhí)行那段函數(shù)體。這個(gè)函數(shù)真正的位置可能在內(nèi)存中的其他地方，所以就解決了那個(gè)地方為四個(gè)字節(jié)的問(wèn)題，用函數(shù)指針解決的。以上這個(gè)階段可以稱為第一個(gè)階段。但是這一個(gè)階段中，當(dāng)CPU跳轉(zhuǎn)到這里這個(gè)函數(shù)irq時(shí)，我們要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，首先要設(shè)置IRQ模式下的棧，再將r0~r12中的內(nèi)容保存到SPSR中，同時(shí)保存lr-4的地址（為什么是lr-4呢，因?yàn)閏pu在工作時(shí)，因?yàn)榱魉€的原因，所以 PC的值會(huì)超前當(dāng)前的值，這個(gè)值時(shí)多少取決于流水線，詳細(xì)的并不清楚還待了解），這個(gè)地址用于從中斷處理完時(shí)，在IRQ模式下回復(fù)到SVC模式，因?yàn)?10裸機(jī)中上電默認(rèn)的就是SVC模式。這一切做完以后，我們?cè)谔D(zhuǎn)到irq這個(gè)函數(shù)中去。這些就稱異常中的中斷處理的第一個(gè)階段（也叫異常向量表階段）。

第二個(gè)階段：當(dāng)我們進(jìn)入到這個(gè)irq函數(shù)時(shí)，我們要去看是哪一個(gè)中斷發(fā)生了，要去哪一個(gè)中斷處理函數(shù)去執(zhí)行處理，所以這里有很多中斷寄存器，在這一階段，210里面有四個(gè)寄存器，每個(gè)寄存器32位，一位對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷，有的位沒(méi)有中斷，是閑置的。同時(shí)處了這些含有中斷源的寄存器外，210為我們提供了很多寄存器去解決中斷源對(duì)應(yīng)哪一個(gè)中斷處理程序（isr）的問(wèn)題。硬件會(huì)自動(dòng)把相應(yīng)的中斷源的編號(hào)去對(duì)應(yīng)上相應(yīng)的中斷處理函數(shù)（isr）的寄存器中，我們只需要把相應(yīng)的中斷處理函數(shù)寫(xiě)到這個(gè)寄存器中就行。CPU自動(dòng)的把相應(yīng)的中斷源對(duì)應(yīng)的isr對(duì)應(yīng)的寄存器中的值設(shè)定。

總結(jié)： 對(duì)于所有CPU而言第一階段基本上都是相同的，不同的地方是在第二個(gè)階段。因?yàn)椴煌腃PU支持的中斷多少不同，對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不同所以會(huì)有不同方法去解決第二階段查詢是哪個(gè)中斷源觸發(fā)了哪一個(gè)中斷處理函數(shù)的問(wèn)題。對(duì)于SC2440而言，因?yàn)?440支持的中斷較少只有30多個(gè)，中斷源中只有一個(gè)32位的寄存器去存放，并且寄存器有的一位中對(duì)應(yīng)了兩個(gè)中斷源，當(dāng)這一位置1后，會(huì)有一個(gè)子中斷源寄存器去讓我們判斷到底是這兩個(gè)中斷源的中的哪一個(gè)中斷觸發(fā)了，并且給一個(gè)編號(hào)，我們需要在事先用一個(gè)數(shù)組去編寫(xiě)每一個(gè)編號(hào)對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的中斷處理函數(shù)，將中斷源的編號(hào)，在數(shù)組去查詢這個(gè)編號(hào)所對(duì)應(yīng)的中斷處理函數(shù)名（也就是函數(shù)指針）。相比之下2440在實(shí)時(shí)性上面沒(méi)有210好，并且中斷支持的量也沒(méi)有210的多。

210的主要的中斷處理寄存器:

VICnINTENABLE（n:0,1,2,3）和VICnINTENCLEAN ： 這兩個(gè)寄存器一個(gè)interrupt enable 一個(gè)是interrupt enable clean,使能和禁止，這兩個(gè)寄存器沒(méi)個(gè)有四個(gè)寄存器，對(duì)應(yīng)的都是一樣的。根據(jù)中斷編號(hào)，找到屬于四個(gè)寄存器中的哪一個(gè)寄存器中的哪一位，我們要將相應(yīng)的去給他寫(xiě)1才能表示使能中斷，這樣當(dāng)CPU發(fā)生中斷時(shí)，在這里就可以通過(guò)，如果你寫(xiě)0,則CPU發(fā)生中斷時(shí)，到了這里這道門(mén)，因?yàn)檫@里是禁止的，所以CPU就會(huì)不做處理。這個(gè)這個(gè)寄存器只能寫(xiě)1，寫(xiě)0是沒(méi)有反應(yīng)的，方便我們直接32位直接操作。想使能哪一個(gè)中斷，就使能哪一個(gè)中斷。

VICnINTSELECT： 設(shè)置中斷模式的，是IRQ模式（普通中斷）還是FRQ模式（快速中斷），一共四組，沒(méi)一組32位，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷源的編號(hào)，可以設(shè)置這個(gè)中斷源觸發(fā)的中斷為兩種方式的哪種方式。FRQ模式非?？欤瑢?shí)時(shí)性非常好，但是只能有一個(gè)中斷源可以設(shè)置為FRQ。 因?yàn)?10支持的中斷很多，所以有四個(gè)寄存器，沒(méi)個(gè)寄存器的32對(duì)應(yīng)相應(yīng)的中斷源，所以配置控制相應(yīng)的中斷處理寄存器就有4組，每一組中的相應(yīng)為對(duì)應(yīng)相應(yīng)的中斷源編號(hào)。

為什么FRQ比IRQ快：原因主要有兩個(gè)：一個(gè)就是因?yàn)镕RQ模式下下，F(xiàn)RQ有專用的r8~r12寄存器，而IRQ模式下用的是供用的r1~r12.所以可以不用保存r1~r12，F(xiàn)RQ直接使用自己專用的r8~r12.第二個(gè)原因：異常向量表的原因，因?yàn)樵诋惓Ｏ蛄勘碇蠪RQ在最后一個(gè)地方0x1c處，而他的后面就沒(méi)有東西了，不想reset等異常，他在0x00，但他的后面還緊挨著其他的異常向量。所以在FRQ模式下，我們可以直接把中斷處理函數(shù)寫(xiě)在0x1c處，而不用將函數(shù)指針?lè)旁谶@里去跳轉(zhuǎn)，所以更省時(shí)間。

VICnIRQSTATUS和VICnFRQSTATUS: 中斷狀態(tài)寄存器，看中斷是否發(fā)生。只讀的。當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，硬件會(huì)自動(dòng)的將相對(duì)應(yīng)的寄存器位置1，表示中斷發(fā)生了，我們軟件就可以讀取這個(gè)寄存器中的某一位。查詢中斷得到中斷編號(hào)就是靠這個(gè)得到的。

VICnVECTPRIORITY0～VICnVECTPRIORITY31：

中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置寄存器，設(shè)置多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)先處理誰(shuí)后處理誰(shuí)的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)高優(yōu)先級(jí)的中斷可以打斷低優(yōu)先級(jí)的中斷，從而嵌套處理中斷。當(dāng)然了有些硬件/軟件可以設(shè)置不支持中斷嵌套。

VICnVECTADDR0～VICnVECTADDR31、VICnADDR：

(1)這三個(gè)寄存器和210中斷處理第二階段的第二階段有關(guān)。

(2)VICnVECTADDR0到31這32個(gè)寄存器分別用來(lái)存放真正的各個(gè)中斷對(duì)應(yīng)的isr的函數(shù)地址。相當(dāng)于每一個(gè)中斷源都有一個(gè)VECTADDR寄存器，程序員在設(shè)置中斷的時(shí)候，把這個(gè)中斷的isr地址直接放入這個(gè)中斷對(duì)應(yīng)的VECTADDR寄存器即可。

(3)VICnADDR這個(gè)寄存器是只需要讀的，它里面的內(nèi)容是由硬件自動(dòng)設(shè)置的。當(dāng)發(fā)生了相應(yīng)中斷時(shí)，硬件會(huì)自動(dòng)識(shí)別中斷編號(hào)，并且會(huì)自動(dòng)找到這個(gè)中斷的VECTADDR寄存器，然后將其讀出復(fù)制到VICnADDR中，供我們使用。這樣的設(shè)計(jì)避免了軟件查找中斷源和isr，節(jié)省了時(shí)間，提高了210的中斷響應(yīng)速度。

210中中斷實(shí)現(xiàn)的過(guò)程：

首先在開(kāi)始執(zhí)行的函數(shù)中初始化中斷控制器，包括將異常向量表與我們自己寫(xiě)的異常向量處理進(jìn)行綁定，如IRQ/FIQ函數(shù)進(jìn)行綁定。使能或者禁止相應(yīng)的中斷源，將我們自己寫(xiě)的中斷處理程序跟相應(yīng)的VICnVECTEADDR進(jìn)行綁定（也就是將函數(shù)指針綁定到相應(yīng)中斷源的編號(hào)處），以便發(fā)生中斷時(shí)，硬件自動(dòng)的將相應(yīng)VICnVECTEADDR中的函數(shù)指針推向VICnADDR中，方便我們?nèi)ICnADDR中讀。

其次在匯編中要寫(xiě)一個(gè)IRQ或FIQ等函數(shù)，在其中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)，包括保護(hù)r1~r12的寄存器，保存現(xiàn)在的地址到lr-4中，還有CPSR到SPSR中，以便中斷返回。當(dāng)這些寫(xiě)完后，在寫(xiě)一個(gè)正真的中斷處理程序函數(shù)。當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，硬件會(huì)首先找到異常向量表去執(zhí)行，但是異常向量表那個(gè)位置，我們綁定了一個(gè)我們自己寫(xiě)的異常處理函數(shù)，所以就會(huì)到這個(gè)異常處理函數(shù)去執(zhí)行IRQ，F(xiàn)IQ，因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)在匯編中，所以就會(huì)到匯編中去逐步執(zhí)行，首先保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)等，直到執(zhí)行到調(diào)用這個(gè)函數(shù)isr，轉(zhuǎn)去這個(gè)函數(shù)中執(zhí)行真正的中斷處理程序，到了這個(gè)程序中就會(huì)去在VICnADDR中找相應(yīng)的函數(shù)指針去觸發(fā)中斷處理程序。