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S3C2440中断跳转分析

發布時間：2023/12/15 编程问答 25 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 S3C2440中断跳转分析小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

2440init.s中斷跳轉分析

????最近準備自己寫一個S3C2440的啟動代碼。參閱了一下2440init.s這一啟動代碼。發現有很多人對于這個啟動代碼中的異常，特別是像外部中斷這樣的異常，到底在2440init.s中是如何實現跳轉的這一問題有很大的疑惑。現在就我的理解對這個過程做一下解說。說的不一定很好，呵呵，權當消遣吧。另外，這里面的錯誤肯定會有，大家盡管給我提吧。

??????首先要大家要明白，特別是初學者，當S3C2440發生異常時，其程序指針是會被強制轉換的，這個是硬件自己完成的，不需要我們的干涉。下面這個表格就是具體的強制指針轉化表。

??????地址	???????異常名稱	???????2440init.s?中的指令
0x00?	復位異常	b???ResetHandler
0x04	未定義指令異常	b???HandlerUndef
0x08	軟件中斷異常	b HandlerSWI
0x0c	指令預取異常	b HandlerPabort
0x10	數據預取異常	b HandlerDabort
0x14	保留	b .
0x18	IRQ中斷異常	b HandlerIRQ
0x1c	FIQ中斷異常	b HandlerFIQ

?????現在可以很清楚的知道了。如果S3C2440剛上電或者是復位，那么pc指針被硬件強制轉換到0x00地址處，那么按照2440init.s中的指令“b???ResetHandler”，pc會跳轉到ResetHandler處繼續執行程序。同樣，當發生外部中斷時，pc指針會被強制轉換到0x18處，執行“b HandlerIRQ”這條指令。

????接下去，便是討論程序跳轉之后如何運行的了。首先，我們做一個設想，假設S3C 2440只有一個中斷（當然這是不可能的了，就連51也有5個中斷源。），那么可想而知，程序跳轉到HandlerIRQ處就應該執行中斷處理函數了。也就是說，我們在C語言中寫的中斷處理函數的地址應該就是HandlerIRQ的內容了。雖然這個假設不可能，但它可以幫助我們理解。本質上其實就是類似于這樣的一個過程，只不過因為S3C2440有那么多的中斷源，所以不可能把中斷函數的地址直接賦給HandlerIRQ就行了。這中間應該還有一個轉換。就是根據不同的、具體的中斷源，讓HandlerIRQ對應于不同的中斷處理函數的地址。

???那么接下來看看HandlerIRQ標號后面的內容吧。

???HandlerIRQ??????HANDLER?HandleIRQ

???很明顯，這里還有一個宏定義在里面，要知道HANDLER的內容，我們可以在2440init.s中查到：

???MACRO??

$HandlerLabel?HANDLER?$HandleLabel

$HandlerLabel

sub sp,sp,#4

stmfd sp!,{r0}

ldr?????r0,=$HandleLabel

ldr?????r0,[r0]

str?????r0,[sp,#4]??

ldmfd???sp!,{r0,pc}??

MEND

下面對這個宏定義做一下說明。首先是MACRO表明了宏定義的開始，MEND則表示了宏定義的結束。這個宏的作用其實就是在不改變任何寄存器的前提下，把pc指針指向$HandleLabel。

?????明白了這個以后，我們就可以把這個宏去掉再來理解一遍：

?????首先是當S3C2440發生外部中斷時，pc指針被強制指向了0x18處：??????????????????????

??b HandlerIRQ

??……

??HandlerIRQ

??????sub sp,sp,#4

??????stmfd sp!,{r0}

??ldr?????r0,=HandleIRQ

??ldr?????r0,[r0]

??str?????r0,[sp,#4]??

??ldmfd???sp!,{r0,pc}

經過上面的程序后，此時的pc指針已經指向了HandleIRQ處。呵呵，挺簡單的吧。然后

呢。我們就得關注一下HandleIRQ這個標號了。它在2440init.s中設這樣定義的：

^???_ISR_STARTADDRESS ;?_ISR_STARTADDRESS=0x33FF_FF00

HandleReset? #???4

HandleUndef? #???4

HandleSWI #???4

HandlePabort????#???4

HandleDabort????#???4

HandleReserved??#???4

HandleIRQ #???4

HandleFIQ #???4

HandleEINT0 #???4

HandleEINT1 #???4

HandleEINT2 #???4

HandleEINT3 #???4

……

很簡單，這里定義了一個文字池，首地址：_ISR_STARTADDRESS代表了地址為0x33FF_FF00的內存區域，每隔4個字節，定義一個標號。很很容易就找到了?HandleIRQ這個我們需要找的標號。那么它所代表的內存區域自然就是0x33FF_FF00+0x04*6的內存地址了。那么接下來的工作就是要把真正的、具體的中斷處理函數的地址賦給HandleIRQ了。這里大家先看一下下面的兩端代碼：

(1):

???ldr r0,=HandleIRQ???????;This?routine?is?needed

???ldr r1,=IsrIRQ ??;if?there?isn't?'subs?pc,lr,#4'?at?0x18,?0x1c

???str r1,[r0]

(2):

???IsrIRQ

sub sp,sp,#4???????;reserved?for?PC

stmfd sp!,{r8-r9}

ldr r9,=INTOFFSET

ldr r9,[r9]

ldr r8,=HandleEINT0

add r8,r8,r9,lsl?#2

ldr r8,[r8]

str r8,[sp,#8]

ldmfd sp!,{r8-r9,pc}

首先我們來看一下第（1）段程序，前面已經提到，此時的的pc已經指向了HandeIRQ所表示的內存了，但是現在該內存還是空的，pc跳轉到這里也不能接著往下運行了。所以才有了第1段代碼，它的作用就是給HandleIRQ安裝句柄了，把IsrIRQ的入口地址填充到了HandeIRQ里面了。所以程序接著就會跳轉到IsrIRQ處執行。也就是上面的第（2）段程序了。這段程序具體講解我就不說了，跟最上面的宏定義很類似，其實就是讓PC跳轉到另外一個地方（pc=HandleEINT0+INTOFFSET*4）。而那個地方正是真正的中斷函數。那我們再來看看這個地址是怎么算出來的。首先HandleEINT0就是上面那個MAP定義里面的一個內存區域，有沒有發現它是第一個中斷源，緊接著它，就是其它各種類型的中斷源了。而INTOFFSET則是S3C2440的一個特殊功能寄存器了，某個類型的中斷發生了，它的值就會發生變化。而后面為什么要乘以4呢，因為文字池中定義的標號都是4字節的，其實是因為S3C2440中指針變量就是占據4個字節的，這個可以用sizeof（*p）來驗證。所以此時pc指針就指向了另外一個地方，那就是剛才說的中斷表了。而在c語言中，我們通常會有這樣的中斷函數句柄安裝語句：pISR_EINTn?=?(unsigned?int?)key_interrupt;

這里的pISR_EINTn其實是有定義的,我們以pISR_EINT0為例，宏定義如下：

??#define?pISR_EINT0????_ISR_STARTADDRESS+0X20

看這個地址，其實就是上面那個中斷表里面的：

^???_ISR_STARTADDRESS ;?_ISR_STARTADDRESS=0x33FF_FF00

……

HandleEINT0 #???4

HandleEINT1 #???4

HandleEINT2 #???4

HandleEINT3 #???4

……

大家發現了吧，HandleEINT0的地址是不是就是?_ISR_STARTADDRESS+0X20，所以說c語言中我們寫的中斷函數安裝句柄，就是這個作用。

???好的，現在讓我們來總結一下吧。（以外部中斷0為例）

首先是在c語言的函數中，我們已經執行了這樣一條語句pISR_EINTn?=?(unsigned?int?)key_interrupt;它的作用是把中斷處理函數key_interrupt的地址賦給了中斷表中的HandleEINT0。

然后當某個時刻，發生了外部中斷0，那么pc指針被強制指向了0x18處，執行指令：??

??b? HandlerIRQ

跳轉到HandlerIRQ之后，執行如下代碼：（已經把宏定義屏蔽）

HandlerIRQ