TQ2440中断系统
1.1?? S3C2440系統(tǒng)中斷
CPU和外設(shè)構(gòu)成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，CPU和外設(shè)之間通過總線進(jìn)行連接，用于數(shù)據(jù)通信和控制，CPU管理監(jiān)視計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有硬件，通常以兩種方式來對(duì)硬件進(jìn)行管理監(jiān)視：
- ? 查詢方式：CPU不停的去查詢每一個(gè)硬件的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)硬件的狀態(tài)決定處理與否。好比是工廠里的檢查員，不停的檢查各個(gè)崗位工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)處 理。這種方式實(shí)現(xiàn)起來簡(jiǎn)單，通常用在只有少量外設(shè)硬件的系統(tǒng)中，如果一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有很多硬件，這種方式無(wú)疑是耗時(shí)，低效的，同時(shí)還大量占用CPU資 源，并且對(duì)多任務(wù)系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍。
- ? 中斷方式：當(dāng)某個(gè)硬件產(chǎn)生需要CPU處理的事件時(shí)，主動(dòng)通過一根信號(hào)線“告知”CPU，同時(shí)設(shè)置某個(gè)寄存器里對(duì)應(yīng)的位，CPU一旦發(fā)現(xiàn)這根信號(hào)線上的電平 有變化，就會(huì)中斷當(dāng)前程序，然后去處理發(fā)出該中斷請(qǐng)求。這就像是醫(yī)院重危病房，病房每張病床床頭有一個(gè)應(yīng)急按鈕，該按鈕連接到病房監(jiān)控室里控制臺(tái)一盞指示 燈，只要該張病床出現(xiàn)緊急情況病人按下按鈕，病房監(jiān)控室里電鈴會(huì)響起，通知醫(yī)護(hù)人員有緊急情況，醫(yī)護(hù)人員這時(shí)查看控制臺(tái)上的指示燈，找出具體病房，病床 號(hào)，直接過去處理緊急情況。中斷處理方式相對(duì)查詢方式要復(fù)雜的多，并且需要硬件的支持，但是它處理的實(shí)時(shí)性更高，嵌入式系統(tǒng)里基本上都使用這種方式來處 理。
系統(tǒng)中斷是嵌入式硬件實(shí)時(shí)地處理內(nèi)部或外部事件的一種機(jī)制。對(duì)于不同CPU而言，中斷的處理只是細(xì)節(jié)不同，大體處理流程都一樣，S3C2440A的中斷控制器結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖3-3 S3C2440中斷控制器
中斷請(qǐng)求由硬件產(chǎn)生，根據(jù)中斷源類型分別將中斷信號(hào)送到SUBSRCPND（SubSourcePending）和 SRCPND(SourcePending)寄存器，SUBSRCPND是子中斷源暫存寄存器，用來保存子中斷源信號(hào)，SRCPND是中斷源暫存寄存器， 用來保存中斷源信號(hào)。中斷信號(hào)可通過編程方式屏蔽掉，SUBMASK是子中斷源屏蔽寄存器，可以屏蔽指定的子中斷信號(hào)， MASK功能同SUBMASK用來屏蔽中斷源信號(hào)。中斷分為兩種模式：一般中斷的和快速中斷，MODE是中斷模式判斷寄存器，用來判斷當(dāng)前中斷是否為快速 中斷，如果為快速中斷直接將快速中斷信號(hào)送給ARM內(nèi)核，如果不是快速中斷，還要將中斷信號(hào)進(jìn)行仲裁選擇。S3C2440A支持多達(dá)60種中斷，很有可能 多個(gè)硬件同時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，這時(shí)要求中斷控制器做出裁決，Priority是中斷源優(yōu)先級(jí)仲裁選擇器，當(dāng)多個(gè)中斷產(chǎn)生時(shí)，選擇出優(yōu)先級(jí)最高的中斷源進(jìn)行處 理，INTPND是中斷源結(jié)果寄存器，里面存放優(yōu)先級(jí)仲裁出的唯一中斷源。
1? 中斷的產(chǎn)生-中斷源
S3C2440A支持60種中斷源，基本上滿足了開發(fā)板內(nèi)部，外部設(shè)備等對(duì)中斷的需求。其中每一個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)寄存器中的一位，顯然要支持60種中斷 至少需要二個(gè)32位寄存器，SUBSRCPND和SRCPND分別保存中斷源信號(hào)。S3C2440A對(duì)60種中斷源的管理是按層級(jí)分的。如圖3-4所示：
?
圖3-4中斷源信號(hào)復(fù)合示意圖
S3C2440A將中斷源分為兩級(jí)：中斷源和子中斷源，中斷源里包含單一中斷源和復(fù)合中斷源，復(fù)合中斷源是子中斷源的復(fù)合信號(hào)。如實(shí)時(shí)時(shí)鐘中斷，該 硬件只會(huì)產(chǎn)生一種中斷，它是單一中斷源，直接將其中斷信號(hào)線連接到中斷源寄存器上。對(duì)于復(fù)合中斷源，以UART串口為例進(jìn)行說明，S3C2440A可以支 持3個(gè)UART串口，每個(gè)串口對(duì)應(yīng)一個(gè)復(fù)合中斷源信號(hào)INT_UARTn，每個(gè)串口可以產(chǎn)生三種中斷，也就是三個(gè)子中斷：接收數(shù)據(jù)中斷INT_RXDn， 發(fā)送數(shù)據(jù)中斷INT_TXDn，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤中斷INT_ERRn，這三個(gè)子中斷信號(hào)在中斷源寄存器復(fù)合為一個(gè)中斷信號(hào)，三種中斷任何一個(gè)產(chǎn)生都會(huì)將中斷信號(hào) 傳遞給對(duì)應(yīng)的中斷源INT_UARTn，然后通過中斷信號(hào)線傳遞給ARM內(nèi)核。
?
圖3-5 UART串口中斷源信號(hào)復(fù)合示意圖
總中斷源詳下面表中列出了S3C2440A部分中斷源，它分別對(duì)應(yīng)中斷源寄存器里某個(gè)位：詳細(xì)中斷源請(qǐng)查看S3C2440A硬件手冊(cè)。
表3-5 部分中斷源信號(hào)
| 中斷源 | 描述 | 優(yōu)先級(jí)仲裁分組 |
| INT_ADC | 數(shù)模轉(zhuǎn)換和觸摸屏中斷 | ARB5 |
| INT_RTC | 實(shí)時(shí)時(shí)鐘中斷 | ARB5 |
| INT_UART0 | UART0中斷（包含子中斷） | ARB5 |
| INT_NFCON | NandFlash控制中斷 | ARB4 |
| INT_WDT_AC97 | 看門狗中斷 | ARB1 |
| EINT8-23 | 外部中斷8~23（包含外部子中斷） | ARB1 |
| EINT4-7 | 外部中斷4~7（包含外部子中斷） | ARB1 |
| EINT3 | 外部中斷3 | ARB0 |
| EINT2 | 外部中斷2 | ARB0 |
| EINT1 | 外部中斷1 | ARB0 |
| EINT 0 | 外部中斷0 | ARB0 |
中斷信號(hào)除上述分法之外，還可以按照硬件位置分為：外部中斷源和內(nèi)部中斷源。
- ? 內(nèi)部中斷源：它是嵌入式系統(tǒng)中常見硬件產(chǎn)生的中斷信號(hào)，比如：UART串口中斷源，時(shí)鐘Timer中斷源，看門狗中斷源等
- ? 外部中斷源：有時(shí)嵌入式系統(tǒng)里要在外部接口上掛載一些外部設(shè)備，這些設(shè)備并不是一個(gè)通用嵌入式系統(tǒng)里必備硬件，比如：藍(lán)牙模塊，各種傳感器，WIFI無(wú)線 通信模塊，這些硬件也要產(chǎn)生中斷讓CPU來處理數(shù)據(jù)，因此這些外設(shè)硬件通過中斷信號(hào)線連接到中斷控制器上，它們產(chǎn)生的中斷叫做外部中斷信號(hào)。它們有著和內(nèi) 部中斷一樣的處理機(jī)制，只不過，它沒有一個(gè)固定的中斷號(hào)與之對(duì)應(yīng)，硬件與嵌入式系統(tǒng)的連接方式與中斷處理完全由系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)。
外設(shè)硬件通過輸入輸出接口I/O Ports掛接到嵌入式系統(tǒng)上，I/O Ports向外設(shè)提供外部中斷信號(hào)線，輸出電源，頻率時(shí)鐘和輸入輸出信號(hào)線，外部硬件根據(jù)自己需要連接到I/O Ports上，產(chǎn)生中斷時(shí)向外部中斷信號(hào)線上送出中斷信號(hào)，通過外部中斷信號(hào)線傳遞到中斷控制器。
按鍵Key可以認(rèn)為最為簡(jiǎn)單的一種硬件設(shè)備了，如下圖所示：
?
圖3-6按鍵硬件接線原理圖
它功能很簡(jiǎn)單，可以將電路接通，按鍵K1~K6一端接地為低電平，另外一端接電源正極為高電 平，EINT8，EINT11，EINT13，EINT14，EINT15，EINT19六根中斷信號(hào)線分別和高電平端按鍵相連，當(dāng)按鍵按下時(shí)電路接通， 整個(gè)電路變成低電平，中斷信號(hào)線上電壓產(chǎn)生變化，通過設(shè)置中斷觸發(fā)方式，產(chǎn)生外部中斷請(qǐng)求，輸入到CPU內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)按鍵中斷控制。
S3C2440A可以支持EINT0~EINT23共24種外部中斷，完全可以滿足小型嵌入式設(shè)備外設(shè)硬件的需求。
外部中斷源也分為外部中斷源和外部子中斷源，其處理方式和內(nèi)部中斷源基本一樣。
1.1.1?? 中斷優(yōu)先級(jí)
S3C2440A支持60種中斷，多個(gè)硬件可能同時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，由于CPU只能處理一個(gè)中斷，中斷控制器怎么選擇出一個(gè)最佳的中斷，交給ARM內(nèi) 核進(jìn)行處理呢？ 中斷控制器采用優(yōu)先級(jí)仲裁比較的方式進(jìn)行選擇，找出優(yōu)先級(jí)最高的中斷源。中斷控制器將60種中斷源分成7組，如下圖所示，它類似體育賽事里的比賽方式，所 有參賽選手在小組賽PK，選擇出小組賽最優(yōu)秀選手，然后進(jìn)入決賽階段和其它小組最優(yōu)先選擇再PK，最后優(yōu)勝者就是總冠軍。其中 ARBITER0~ARBITER5為“小組賽”階段，中斷源信號(hào)在各自小組里進(jìn)行優(yōu)先級(jí)仲裁，選擇出最高優(yōu)先級(jí)中斷信號(hào)，每小組選出的中斷信號(hào)送到 ARBITER6，也就是決賽階段，選擇出最高優(yōu)先級(jí)中斷信號(hào)，交給ARM內(nèi)核。
?
圖3-7 S3C2440優(yōu)先級(jí)仲裁示意圖
中斷信號(hào)在7個(gè)分組里PK時(shí)的優(yōu)先級(jí)是可編程的，通過PRIORITY寄存器進(jìn)行優(yōu)先級(jí)設(shè)置。如下表（只列出PRIORITY寄存器部分位）：
表3-6 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（PRIORITY）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| PRIORITY | 0x4A00000C | R/W | 中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器 | 0x7F |
?
| PRIORITY | 位 | 描述 | 初始值 |
| ARB_SEL6 | [20:19] | 仲裁組6優(yōu)先級(jí)排序方式 00 = REQ 0-1-2-3-4-5 01 = REQ 0-2-3-4-1-5 10 = REQ 0-3-4-1-2-5 11 = REQ 0-4-1-2-3-5 | 0x00 |
| ARB_SEL5 | [18:17] | 仲裁組5優(yōu)先級(jí)排序 00 = REQ 1-2-3-4 01 = REQ 2-3-4-1 10 = REQ 3-4-1-2 11 = REQ 4-1-2-3 | 00 |
| … | … | … | … |
| ARB_MODE6 | [6] | 仲裁組6優(yōu)先級(jí)是否輪轉(zhuǎn)： 0 = 不輪轉(zhuǎn),???? 1 = 輪轉(zhuǎn) | 1 |
| ARB_MODE5 | [5] | 仲裁組5優(yōu)先級(jí)是否輪轉(zhuǎn)： 0 = 不輪轉(zhuǎn),???? 1 = 輪轉(zhuǎn) | 1 |
| … | … | … | … |
通過設(shè)置仲裁組n優(yōu)先級(jí)排序方式位，設(shè)置每個(gè)仲裁組內(nèi)中斷信號(hào)的優(yōu)先級(jí)順序，比如：ARB_SEL5分組時(shí)包含四個(gè)中斷信號(hào)：REQ1 INT_UART0, REQ2 INT_SPI1, REQ3 INT_RTC, REQ4 INT_ADC，ARB_SEL5位采用默認(rèn)值：00，當(dāng)INT_UART0和INT_RTC中斷信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生時(shí)，INT_UART0會(huì)被選出，通過可編 程方式改變優(yōu)先級(jí)排序方式來改變中斷信號(hào)優(yōu)先級(jí)。
ARB_MODE0~ ARB_MODE6為每個(gè)仲裁分組的優(yōu)先級(jí)輪轉(zhuǎn)設(shè)置位，采用默認(rèn)值時(shí)，當(dāng)前中斷信號(hào)被選擇處理之后，再次產(chǎn)生中斷請(qǐng)求時(shí)，它的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)輪轉(zhuǎn)到該組最低， 這樣可以保證優(yōu)先級(jí)低的中斷信號(hào)可以被及時(shí)處理，不至于出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)高且中斷請(qǐng)求頻繁的中斷每次都被優(yōu)先處理，而優(yōu)先級(jí)低的被“餓死”的情況。顯然，這種方 式更民主，實(shí)時(shí)性更佳。
2?? 中斷控制器相關(guān)寄存器
（1）SUBSRCPND子中斷源暫存寄存器
表3-7 子中斷源暫存寄存器（SUBSRCPND）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| SUBSRCPND | 0x4A000018 | R/W | 子中斷源暫存寄存器，保存中斷請(qǐng)求狀態(tài)： 0：沒有中斷請(qǐng)求信號(hào) 1：中斷請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生 | 0x00000000 |
?
| SUBSRCPND | 對(duì)應(yīng)SRCPND | 位 | 描述 | 初始值 |
| Reserved | 無(wú) | [31:15] | 未使用 | 0 |
| INT_AC97 | INT_WDT_AC97 | [14] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
| … | … | … | … | … |
| INT_RXD0 | INT_UART0 | [0] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
該寄存器用來標(biāo)識(shí)保存子中斷源信號(hào)，當(dāng)某個(gè)子中斷信號(hào)產(chǎn)生之后，SUBSRCPND對(duì)應(yīng)位被自動(dòng)置1，該位會(huì)一直保持被置位，只到中斷處理程序?qū)⑵淝宄秊橹?#xff0c;需要注意一下，清除中斷是通過向?qū)?yīng)位寫入1來清除，而不是寫入0，寫入0無(wú)效。
（2）INTSUBMSK子中斷源屏蔽寄存器
表3-8 子中斷源屏蔽寄存器（INTSUBMSK）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| INTSUBMSK | 0x4A00001C | R/W | 子中斷源信號(hào)屏蔽存寄存器，設(shè)置相應(yīng)位來屏蔽中斷信號(hào)： 0：未屏蔽，中斷可用 1：屏蔽中斷信號(hào) | 0xFFFF |
?
| INTSUBMSK | 位 | 描述 | 初始值 |
| Reserved | [31:15] | 未使用 | 0 |
| INT_AC97 | [14] | 0 = 未屏蔽1 = 屏蔽中斷 | 1 |
| … | … | … | … |
| INT_RXD0 | [0] | 0 = 未屏蔽1 = 屏蔽中斷 | 1 |
該寄存器用來屏蔽子中斷源信號(hào)，默認(rèn)值為全部子中斷都被屏蔽掉，因此要想處理某個(gè)硬件中斷，必須要打開中斷屏蔽位，通過寫入0來取消屏蔽中斷。
（3）SRCPND中斷源暫存寄存器
表3-9中斷源暫存寄存器（SRCPND）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| SRCPND | 0x4A000000 | R/W | 中斷源暫存寄存器，保存中斷請(qǐng)求狀態(tài)： 0：沒有中斷請(qǐng)求信號(hào) 1：中斷請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生 | 0x00000000 |
?
| SRCPND | 位 | 描述 | 初始值 |
| INT_ADC | [31] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
| … | … | … | … |
| EINT0 | [0] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
該寄存器用來保存中斷源信號(hào)，當(dāng)某個(gè)中斷信號(hào)產(chǎn)生之后， SRCPND對(duì)應(yīng)位被自動(dòng)置1，該位會(huì)一直保持被置位，只到中斷處理程序?qū)⑵淝宄秊橹?#xff0c;需要注意一下，清除中斷是通過向?qū)?yīng)位寫入1來清除，而不是寫入0，寫入0無(wú)效。
（4）INTMSK中斷源屏蔽寄存器
表3-10中斷源屏蔽寄存器（INTMSK）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| INTMSK | 0x4A000008 | R/W | 中斷源信號(hào)屏蔽存寄存器，設(shè)置相應(yīng)位來屏蔽中斷信號(hào)： 0：未屏蔽，中斷可用 1：屏蔽中斷信號(hào) | 0xFFFFFFFF |
?
| INTMSK | 位 | 描述 | 初始值 |
| INT_ADC | [31] | 0 = 未屏蔽1 = 屏蔽中斷 | 1 |
| … | … | … | … |
| EINT0 | [0] | 0 = 未屏蔽1 = 屏蔽中斷 | 1 |
該寄存器用來屏蔽中斷源信號(hào)，默認(rèn)值為全部中斷都被屏蔽掉，因此要想處理某個(gè)硬件中斷，必須要打開中斷屏蔽位，通過寫入0來取消屏蔽中斷。
（5）INTPND最高優(yōu)先級(jí)中斷暫存寄存器
表3-11最高優(yōu)先級(jí)中斷暫存寄存器（INTPND）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| INTPND | 0x4A000010 | R/W | 最高優(yōu)先級(jí)中斷暫存寄存器里面保存有經(jīng)過優(yōu)先級(jí)仲裁的結(jié)果： 0：沒有中斷請(qǐng)求信號(hào) 1：中斷請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生 | 0x00000000 |
?
| INTPND | 位 | 描述 | 初始值 |
| INT_ADC | [31] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
| … | … | … | … |
| EINT0 | [0] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
該寄存器保存了經(jīng)過優(yōu)先級(jí)仲裁出的中斷信號(hào)位，它是所有當(dāng)前中斷請(qǐng)求里優(yōu)先級(jí)別最高的中斷，因此該寄存器里的值最多有一位被置1，通常中斷處理程序中會(huì)通過讀取該寄存器的值來獲得當(dāng)前正在處理的中斷請(qǐng)求。中斷處理完成之后，通過寫入1來清除中斷。
（6）INTOFFSET中斷號(hào)偏移量寄存器
表3-12中斷號(hào)偏移量寄存器（INTOFFSET）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| INTOFFSET | 0x4A000014 | R | 中斷號(hào)偏移量寄存器，用來保存當(dāng)前處理的中斷號(hào) | 0x0000000 |
該寄存器里存放的是經(jīng)過優(yōu)先級(jí)仲裁出的中斷信號(hào)對(duì)應(yīng)的中斷號(hào)，是一個(gè)0~31之間的整數(shù)，其實(shí)它就是INTPND里對(duì)應(yīng)的位號(hào)，比 如：INT_UART0產(chǎn)生了中斷，INTPND里第28位置1，INTOFFSET里保存的整數(shù)就是28，多出來這個(gè)寄存器的目的主要是方便中斷處理程 序查詢中斷源，清除中斷源：
1 #define TIMER0_IRQ_OFT 10 // 時(shí)鐘0定時(shí)中斷 2 3 #define EINT0_IRQ_OFT 0 // 開發(fā)板K1按鍵1對(duì)應(yīng)外部中斷EINT0 4 5 void handle_irq() 6 7 { 8 9 unsigned long irqOffSet = INTOFFSET; // 取得中斷號(hào) 10 11 switch(irqOffSet) 12 13 { 14 15 case TIMER0_IRQ_OFT: // 當(dāng)前中斷為定時(shí)器0中斷 16 17 do_timer(); // 跳入定時(shí)器0處理程序 18 19 break; 20 21 case EINT0_IRQ_OFT: // 當(dāng)前中斷為K1按鍵觸發(fā) 22 23 do_key1_pressed(); // 處理K1按下事件 24 25 break; 26 27 } 28 29 30 31 SRCPND &= (1<<irqOffSet); // 清除中斷源 32 33 INTPND = INTPND; // 清除最高優(yōu)先級(jí)中斷暫存寄存器中斷 34 35 }?（7）INTMOD中斷模式寄存器
表3-13中斷模式寄存器（INTMOD）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| INTMOD | 0x4A000004 | R/W | 中斷模式寄存器，指定對(duì)應(yīng)中斷模式： 0 = IRQ一般中斷模式 1 = FIQ快速中斷模式 | 0x0000000 |
?
| INTMOD | 位 | 描述 | 初始值 |
| INT_ADC | [31] | 0 = IRQ 1 = FIQ | 0 |
| … | … | … | … |
| EINT0 | [0] | 0 = IRQ 1 = FIQ | 0 |
通過設(shè)置INTMOD寄存器對(duì)應(yīng)位，來指定對(duì)應(yīng)中斷模式，如果指定為一般中斷，那么中斷信號(hào)會(huì)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)仲裁，如果指定為快速中斷，那么中斷信號(hào)直接送給ARM內(nèi)核產(chǎn)生中斷。需要注意的是，快速中斷不存在優(yōu)先級(jí)仲裁，只能有一位被設(shè)置為FIQ模式。
**********************************************************************************************************************************************************
*************************************************************************************************************************************************************
1.1?? ARM處理器異常處理
所謂異常就是正常的用戶程序被暫時(shí)中止，處理器就進(jìn)入異常模式，例如響應(yīng)一個(gè)來自外設(shè)的中斷，或者當(dāng)前程序非法訪問內(nèi)存地址都會(huì)進(jìn)入相應(yīng)異常模式。
1.1.1?? 異常分類
（1）復(fù)位異常
當(dāng)CPU剛上電時(shí)或按下reset重啟鍵之后進(jìn)入該異常，該異常在管理模式下處理。
（2）一般/快速中斷請(qǐng)求
CPU和外部設(shè)備是分別獨(dú)立的硬件執(zhí)行單元，CPU對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行管理和資源調(diào)度處理，CPU要想知道外部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，要么CPU定時(shí)的去查看 外部設(shè)備特定寄存器，要么讓外部設(shè)備在出現(xiàn)需要CPU干涉處理時(shí)“打斷”CPU，讓它來處理外部設(shè)備的請(qǐng)求，毫無(wú)疑問第二種方式更合理，可以讓CPU“專 心”去工作，這里的“打斷”操作就叫做中斷請(qǐng)求，根據(jù)請(qǐng)求的緊急情況，中斷請(qǐng)求分一般中斷和快速中斷，快速中斷具有最高中斷優(yōu)先級(jí)和最小的中斷延遲，通常 用于處理高速數(shù)據(jù)傳輸及通道的中數(shù)據(jù)恢復(fù)處理，如DMA等，絕大部分外設(shè)使用一般中斷請(qǐng)求。
（3）預(yù)取指令中止異常
該異常發(fā)生在CPU流水線取指階段，如果目標(biāo)指令地址是非法地址進(jìn)入該異常，該異常在中止異常模式下處理。
（4）未定義指令異常
該異常發(fā)生在流水線技術(shù)里的譯碼階段，如果當(dāng)前指令不能被識(shí)別為有效指令，產(chǎn)生未定義指令異常，該異常在未定義異常模式下處理。
（5）軟件中斷指令（swi）異常
該異常是應(yīng)用程序自己調(diào)用時(shí)產(chǎn)生的，用于用戶程序申請(qǐng)?jiān)L問硬件資源時(shí)，例如：printf()打印函數(shù)，要將用戶數(shù)據(jù)打印到顯示器上，用戶程序要想 實(shí)現(xiàn)打印必須申請(qǐng)使用顯示器，而用戶程序又沒有外設(shè)硬件的使用權(quán)，只能通過使用軟件中斷指令切換到內(nèi)核態(tài)，通過操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼來訪問外設(shè)硬件，內(nèi)核態(tài)是 工作在特權(quán)模式下，操作系統(tǒng)在特權(quán)模式下完成將用戶數(shù)據(jù)打印到顯示器上。這樣做的目的無(wú)非是為了保護(hù)操作系統(tǒng)的安全和硬件資源的合理使用，該異常在管理模 式下處理。
（6）數(shù)據(jù)中止訪問異常
該異常發(fā)生在要訪問數(shù)據(jù)地址不存在或者為非法地址時(shí)，該異常在中止異常模式下處理。
1.1.2?? 異常發(fā)生的硬件操作
在異常發(fā)生后，ARM內(nèi)核會(huì)自動(dòng)做以下工作：
- ? 保存執(zhí)行狀態(tài)：將CPSR復(fù)制到發(fā)生的異常模式下SPSR中；
- ? 模式切換：將CPSR模式位強(qiáng)制設(shè)置為與異常類型相對(duì)應(yīng)的值，同時(shí)處理器進(jìn)入到ARM執(zhí)行模式，禁止所有IRQ中斷，當(dāng)進(jìn)入FIQ快速中斷模式時(shí)禁止FIQ中斷；
- ? 保存返回地址：將下一條指令的地址（被打斷程序）保存在LR(異常模式下LR_excep)中。
- ? 跳入異常向量表：強(qiáng)制設(shè)置PC的值為相應(yīng)異常向量地址，跳轉(zhuǎn)到異常處理程序中。
（1）保存執(zhí)行狀態(tài)
當(dāng)前程序的執(zhí)行狀態(tài)是保存在CPSR里面的，異常發(fā)生時(shí)，要保存當(dāng)前的CPSR里的執(zhí)行狀態(tài)到異常模式里的SPSR里，將來異常返回時(shí)，恢復(fù)回CPSR，恢復(fù)執(zhí)行狀態(tài)。
（2）模式切換
硬件自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前的異常類型，將異常碼寫入CPSR里的M[4:0]模式位，這樣CPU就進(jìn)入了對(duì)應(yīng)異常模式下。不管是在ARM狀態(tài)下還是在 THUMB狀態(tài)下發(fā)生異常，都會(huì)自動(dòng)切換到ARM狀態(tài)下進(jìn)行異常的處理，這是由硬件自動(dòng)完成的，將CPSR[5] 設(shè)置為 0。同時(shí)，CPU會(huì)關(guān)閉中斷IRQ（設(shè)置CPSR 寄存器I位），防止中斷進(jìn)入，如果當(dāng)前是快速中斷FIQ異常，關(guān)閉快速中斷（設(shè)置CPSR寄存器F位）。
（3）保存返回地址
當(dāng)前程序被異常打斷，切換到異常處理程序里，異常處理完之后，返回當(dāng)前被打斷模式繼續(xù)執(zhí)行，因此必須要保存當(dāng)前執(zhí)行指令的下一條指令的地址到 LR_excep(異常模式下LR，并不存在LR_excep寄存器，為方便讀者理解加上_excep，以下道理相同)，由于異常模式不同以及ARM內(nèi)核 采用流水線技術(shù)，異常處理程序里要根據(jù)異常模式計(jì)算返回地址。
（4）跳入異常向量表
該操作是CPU硬件自動(dòng)完成的，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，CPU強(qiáng)制將PC的值修改為一個(gè)固定內(nèi)存地址，這個(gè)固定地址叫做異常向量（詳見3.2.4章節(jié)）。
1.1.3?? 異常返回地址
由1.1.3節(jié)可知，一條指令的執(zhí)行分為：取指，譯碼，執(zhí)行三個(gè)主要階段， CPU由于使用流水線技術(shù)，造成當(dāng)前執(zhí)行指令的地址應(yīng)該是PC – 8（32位機(jī)一條指令四個(gè)字節(jié)），那么執(zhí)行指令的下條指令應(yīng)該是PC – 4。在異常發(fā)生時(shí)，CPU自動(dòng)會(huì)將將PC – 4 的值保存到LR里，但是該值是否正確還要看異常類型才能決定。
各模式的返回地址說明如下：
（a）一般/快速中斷請(qǐng)求：
快速中斷請(qǐng)求和一般中斷請(qǐng)求返回處理是一樣的。通常處理器執(zhí)行完當(dāng)前指令后，查詢FIQ/IRQ中斷引腳，并查看是否允許FIQ/IRQ中斷，如果 某個(gè)中斷引腳有效，并且系統(tǒng)允許該中斷產(chǎn)生，處理器將產(chǎn)生FIQ/IRQ異常中斷，當(dāng)FIQ/IRQ異常中斷產(chǎn)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器pc的值已經(jīng)更新，它指向 當(dāng)前指令后面第3條指令（對(duì)于ARM指令，它指向當(dāng)前指令地址加12字節(jié)的位置；對(duì)于Thumb指令，它指向當(dāng)前指令地址加6字節(jié)的位置），當(dāng) FIQ/IRQ異常中斷產(chǎn)生時(shí)，處理器將值（pc-4）保存到FIQ/IRQ異常模式下的寄存器lr_irq/lr_irq中，它指向當(dāng)前指令之后的第2 條指令，因此正確返回地址可以通過下面指令算出：
1 SUBS PC，LR_irq，#4 ; 一般中斷 2 3 SUBS PC，LR_fiq，#4 ; 快速中斷注：LR_irq/LR_fiq分別為一般中斷和快速中斷異常模式下LR，并不存在LR_xxx寄存器，為方便讀者理解加上_xxx
（b）預(yù)取指中止異常：
在指令預(yù)取時(shí)，如果目標(biāo)地址是非法的，該指令被標(biāo)記成有問題的指令，這時(shí)，流水線上該指令之前的指令繼續(xù)執(zhí)行，當(dāng)執(zhí)行到該被標(biāo)記成有問題的指令時(shí)， 處理器產(chǎn)生指令預(yù)取中止異常中斷。發(fā)生指令預(yù)取異常中斷時(shí)，程序要返回到該有問題的指令處，重新讀取并執(zhí)行該指令，因此指令預(yù)取中止異常中斷應(yīng)該返回到產(chǎn) 生該指令預(yù)取中止異常中斷的指令處，而不是當(dāng)前指令的下一條指令。
指令預(yù)取中止異常中斷由當(dāng)前執(zhí)行的指令在ALU里執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生，當(dāng)指令預(yù)取中止異常中斷發(fā)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器pc的值還未更新，它指向當(dāng)前指令后面第2 條指令（對(duì)于ARM指令，它指向當(dāng)前指令地址加8字節(jié)的位置；對(duì)于Thumb指令，它指向當(dāng)前指令地址加4字節(jié)的位置）。此時(shí)處理器將值（pc-4）保存 到lr_abt中，它指向當(dāng)前指令的下一條指令，所以返回操作可以通過下面指令實(shí)現(xiàn)：
SUBS PC，LR_abt，#4注：LR_abt為中止模式下LR，并不存在LR_abt寄存器，為方便讀者理解加上_abt
（c）未定義指令異常:
未定義指令異常中斷由當(dāng)前執(zhí)行的指令在ALU里執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生，當(dāng)未定義指令異常中斷產(chǎn)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器pc的值還未更新，它指向當(dāng)前指令后面第2條指 令（對(duì)于ARM指令，它指向當(dāng)前指令地址加8字節(jié)的位置；對(duì)于Thumb指令，它指向當(dāng)前指令地址加4字節(jié)的位置），當(dāng)未定義指令異常中斷發(fā)生時(shí)，處理器 將值（pc-4）保存到lr_und中，此時(shí)（pc-4）指向當(dāng)前指令的下一條指令，所以從未定義指令異常中斷返回可以通過如下指令來實(shí)現(xiàn)：
?MOV PC, LR_und?
注：LR_und為未定義模式下LR，并不存在LR_und寄存器，為方便讀者理解加上_und
（d）軟中斷指令（SWI）異常:
SWI異常中斷和未定義異常中斷指令一樣，也是由當(dāng)前執(zhí)行的指令在ALU里執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生，當(dāng)SWI指令執(zhí)行時(shí)，pc的值還未更新，它指向當(dāng)前指令后面 第2條指令（對(duì)于ARM指令，它指向當(dāng)前指令地址加8字節(jié)的位置；對(duì)于Thumb指令，它指向當(dāng)前指令地址加4字節(jié)的位置），當(dāng)未定義指令異常中斷發(fā)生 時(shí)，處理器將值（pc-4）保存到lr_svc中，此時(shí)（pc-4）指向當(dāng)前指令的下一條指令，所以從SWI異常中斷處理返回的實(shí)現(xiàn)方法與從未定義指令異 常中斷處理返回一樣：
?MOV PC, LR_svc?
注：LR_svc為管理模式下LR，并不存在LR_svc寄存器，為方便讀者理解加上_svc
（e）數(shù)據(jù)中止異常：
發(fā)生數(shù)據(jù)訪問異常中斷時(shí)，程序要返回到該有問題的指令處，重新訪問該數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)訪問異常中斷應(yīng)該返回到產(chǎn)生該數(shù)據(jù)訪問中止異常中斷的指令處，而不是當(dāng)前指令的下一條指令。
數(shù)據(jù)訪問異常中斷由當(dāng)前執(zhí)行的指令在ALU里執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生，當(dāng)數(shù)據(jù)訪問異常中斷發(fā)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器pc的值已經(jīng)更新，它指向當(dāng)前指令后面第3條指令 （對(duì)于ARM指令，它指向當(dāng)前指令地址加12字節(jié)的位置；對(duì)于Thumb指令，它指向當(dāng)前指令地址加6字節(jié)的位置）。此時(shí)處理器將值（pc-4）保存到 lr_abt中，它指向當(dāng)前指令后面第2條指令，所以返回操作可以通過下面指令實(shí)現(xiàn)：
?SUBS PC, LR_abt, #8?
注：LR_abt為中止模式下LR，并不存在LR_abt寄存器，為方便讀者理解加上_abt
上述每一種異常發(fā)生時(shí)，其返回地址都要根據(jù)具體異常類型進(jìn)行重新修復(fù)返回地址，再次強(qiáng)調(diào)下，被打斷程序的返回地址保存在對(duì)應(yīng)異常模式下的LR_excep里。
1.1.4?? 異常向量表
異常向量表是一段特定內(nèi)存地址空間，每種ARM異常對(duì)應(yīng)一個(gè)字長(zhǎng)空間（4Bytes），正好是一條32位指令長(zhǎng)度，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，CPU強(qiáng)制將PC的值設(shè)置為當(dāng)前異常對(duì)應(yīng)的固定內(nèi)存地址。如表3-4所示是S3C2440的異常向量表。
表3-4 異常向量表
?
注：
異常向量也可以出現(xiàn)在高地址0xFFFF0000處，當(dāng)今操作系統(tǒng)為了控制內(nèi)存訪問權(quán)限，通常會(huì)開啟虛擬內(nèi)存，開啟了虛擬內(nèi)存之后，內(nèi)存的開始空間通常為內(nèi)核進(jìn)程空間，和頁(yè)表空間，異常向量表不能再安裝在0地址處了
ARM的例外優(yōu)先級(jí)從高到低依次為Reset→Data abort→FIQ→IRQ→Prefetch abort→Undefined instruction/SWI。
跳入異常向量表操作是異常發(fā)生時(shí)，硬件自動(dòng)完成的，剩下的異常處理任務(wù)完全交給了程序員。由上表可知，異常向量是一個(gè)固定的內(nèi)存地址，我們可以通過向該地址處寫一條跳轉(zhuǎn)指令，讓它跳向我們自己定義的異常處理程序的入口，就可以完成異常處理了。
正是由于異常向量表的存在，才讓硬件異常處理和程序員自定義處理程序有機(jī)聯(lián)系起來。異常向量表里0x00000000地址處是reset復(fù)位異常， 之所以它為0地址，是因?yàn)镃PU在上電時(shí)自動(dòng)從0地址處加載指令，由此可見將復(fù)位異常安裝在此地址處也是前后接合起來設(shè)計(jì)的，不得不感嘆CPU設(shè)計(jì)師的偉 大，其后面分別是其余7種異常向量，每種異常向量都占有四個(gè)字節(jié)，正好是一條指令的大小，最后一個(gè)異常是快速中斷異常，將其安裝在此也有它的意義，在 0x0000001C地址處可以直接存放快速中斷的處理程序，不用設(shè)置跳轉(zhuǎn)指令，這樣可以節(jié)省一個(gè)時(shí)鐘周期，加快快速中斷處理時(shí)間。
我們可以通過簡(jiǎn)單的使用下面的指令來安裝異常向量表：
b reset ;跳入reset處理程序b HandleUndef ;跳入未定義處理程序b HandSWI ;跳入軟中斷處理程序b HandPrefetchAbt ;跳入預(yù)取指令處理程序b HandDataAbt ;跳入數(shù)據(jù)訪問中止處理程序b HandNoUsed ;跳入未使用程序b HandleIRQ ;跳入中斷處理程序b HandleFIQ ;跳入快速中斷處理程序通常安裝完異常向量表，跳到我們自己定義的處理程序入口，這時(shí)我們還沒有保存被打斷程序的現(xiàn)場(chǎng)，因此在異常處理程序的入口里先要保存打斷程序現(xiàn)場(chǎng)。
保存執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)：
異常處理程序最開始，要保存被打斷程序的執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)，程序的執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)無(wú)非就是保存當(dāng)前操作寄存器里的數(shù)據(jù)，可以通過下面的棧操作指令實(shí)現(xiàn)保存現(xiàn)場(chǎng)：
?STMFD SP_excep!, {R0 – R12, LR_excep}?
注：LR_abt，SP_excep分別為對(duì)應(yīng)異常模式下LR和SP，為方便讀者理解加上_abt
需要注意的是，在跳轉(zhuǎn)到異常處理程序入口時(shí)，已經(jīng)切換到對(duì)應(yīng)異常模式下了，因此這里的SP是異常模式下的SP_excep了，所以被打斷程序現(xiàn)場(chǎng) （寄存器數(shù)據(jù)）是保存在異常模式下的棧里，上述指令將R0~R12全部都保存到了異常模式棧，最后將修改完的被打斷程序返回地址入棧保存，之所以保存該返 回地址就是將來可以通過類似：MOV? PC,? LR的指令，返回用戶程序繼續(xù)執(zhí)行。
異常發(fā)生后，要針對(duì)異常類型進(jìn)行處理，因此，每種異常都有自己的異常處理程序，異常處理過程通過下節(jié)的系統(tǒng)中斷處理來進(jìn)行分析。
1.1.5?? 異常處理的返回
異常處理完成之后，返回被打斷程序繼續(xù)執(zhí)行，具體操作如下：
- ? 恢復(fù)被打斷程序運(yùn)行時(shí)寄存器數(shù)據(jù)
- ? 恢復(fù)程序運(yùn)行時(shí)狀態(tài)CPSR
- ? 通過進(jìn)入異常時(shí)保存的返回地址，返回到被打斷程序繼續(xù)執(zhí)行
異常發(fā)生后，進(jìn)入異常處理程序時(shí)，將用戶程序寄存器R0~R12里的數(shù)據(jù)保存在了異常模式下棧里面，異常處理完返回時(shí)，要將棧里保存的的數(shù)據(jù)再恢復(fù) 回原先R0~R12里，毫無(wú)疑問在異常處理過程中必須要保證異常處理入口和出口時(shí)棧指針SP_excep要一樣，否則恢復(fù)到R0~R12里的數(shù)據(jù)不正確， 返回被打斷程序時(shí)執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)不一致，出現(xiàn)問題，雖然將執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)了，但是此時(shí)還是在異常模式下，CPSR里的狀態(tài)是異常模式下狀態(tài)，因此要恢復(fù) SPSR_excep里的保存狀態(tài)到CPSR里，SPSR_excep是被打斷程序執(zhí)行時(shí)的狀態(tài)，在恢復(fù)SPSR_excep到CPSR的同時(shí)，CPU的 模式和狀態(tài)從異常模式切換回了被打斷程序執(zhí)行時(shí)的模式和狀態(tài)。此刻程序現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)了，狀態(tài)也恢復(fù)了，但PC里的值仍然指向異常模式下的地址空間，我們要讓 CPU繼續(xù)執(zhí)行被打斷程序，因此要再手動(dòng)改變PC的值為進(jìn)入異常時(shí)的返回地址，該地址在異常處理入口時(shí)已經(jīng)計(jì)算好，直接將PC = LR_excep即可。
上述操作可以一步一步實(shí)現(xiàn)，但是通常我們可以通過一條指令實(shí)現(xiàn)上述全部操作：
?LDMFD SP_excp!, {r0-r12, pc}^?
注：SP_excep為對(duì)應(yīng)異常模式下SP，^符號(hào)表示恢復(fù)SPSR_excep到CPSR
以上操作可以用下圖來描述：
?
圖3-2中斷處理示意圖
****************************************************************************************************************************************************************
****************************************************************************************************************************************************************
?
ARM系統(tǒng)中斷產(chǎn)生流程
分類： ARM體系結(jié)構(gòu) 2011-06-20 14:40 247人閱讀評(píng)論(2) 收藏舉報(bào)
?
中斷源按照硬件位置分為外部中斷源和內(nèi)部中斷源，外部中斷源和內(nèi)部中斷源又包含子外部中斷源和子內(nèi)部中斷源，如上圖所示（畫了一整天）。
1. 子內(nèi)部中斷源的產(chǎn)生
以UART0接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生INT_RXD0中斷為例，INT_RXD0產(chǎn)生后進(jìn)入SUBSRCPND子中斷源暫存寄存器，設(shè)置INT_RXD0對(duì)應(yīng) 的中斷位，中斷信號(hào)經(jīng)過INTSUBMSK子中斷屏蔽寄存器，如果INT_RXD0信號(hào)對(duì)應(yīng)位沒有被置位（屏蔽掉），中斷信號(hào)繼續(xù)向前傳遞，經(jīng)過子內(nèi)部中 斷源聚合器，將INT_RXD0聚合成對(duì)應(yīng)的中斷源信號(hào)INT_UART0，設(shè)置SRCPND中斷源暫存寄存器里INT_UART0位，經(jīng)過INTMSK 中斷屏蔽寄存器，如果INT_UART0信號(hào)沒有被屏蔽掉，中斷信號(hào)進(jìn)入INTMOD中斷模式寄存器判斷是否為快速中斷，如果被編程為快速中斷，直接打斷 ARM內(nèi)核，進(jìn)入中斷處理，如果中斷信號(hào)為一般中斷，進(jìn)入中斷優(yōu)先級(jí)仲裁器進(jìn)入優(yōu)先級(jí)仲裁，如果INT_UART0信號(hào)為最高優(yōu)先級(jí)或只有 INT_UART0中斷信號(hào)產(chǎn)生，則該中斷信號(hào)被記錄到INTPND最高優(yōu)先級(jí)中斷暫存寄存器，同時(shí)設(shè)置INTOFFSET的值為中斷號(hào)28，最終將中斷 信號(hào)打斷ARM內(nèi)核進(jìn)行中斷處理。如果同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)中斷且INT_UART0不是最高優(yōu)先級(jí)，則該中斷信號(hào)不會(huì)被處理，等最高優(yōu)先級(jí)信號(hào)處理完后，再次進(jìn) 行優(yōu)先級(jí)仲裁，也就是說中斷信號(hào)不消失，一直保存在SRCPND里，只到被處理為止。
2. 內(nèi)部中斷源的產(chǎn)生
該過程在子內(nèi)部中斷處理過程中已經(jīng)包含，中斷信號(hào)產(chǎn)生后直接進(jìn)入SRCPND里，然后經(jīng)歷上述子內(nèi)部中斷后期處理過程。
3. 子外部中斷的產(chǎn)生
外部中斷源共有24個(gè)，其中EINT0~EINT3為外部中斷源，EINT4_7，EINT8_23為復(fù)合中斷源，他們包含有子外部中斷源。
由于外部硬件直接掛接到I/O Ports（詳見S3C2440A硬件手冊(cè)第9章）上的，我們要想讓外設(shè)硬件中斷得到處理，要先從EINT0~EINT23里選擇中斷信號(hào)，我們以EINT11為例，介紹子外部中斷處理過程。
通常CPU內(nèi)部引出引腳都是復(fù)用的，也就是說一根CPU引腳可以有多種功能，可以設(shè)置其為輸入信號(hào)線，輸出信號(hào)線或中斷信號(hào)線，要想讓硬件產(chǎn)生中 斷，首先要對(duì)可以產(chǎn)生中斷的引腳進(jìn)行編程，設(shè)置該引腳為中斷信號(hào)線。EINT11中斷信號(hào)對(duì)應(yīng)CPU引腳為GPG3，通過設(shè)置GPGCON[7:6] = 0b10，可以設(shè)置該引腳為中斷信號(hào)線。
表3-14 GPGCON寄存器
?
?
設(shè)置了CPU管腳為中斷信號(hào)線之后，還要通過設(shè)置EXTINT0寄存器來指定中斷信號(hào)的觸發(fā)方式：高電平觸發(fā)，低電平觸發(fā)，電平上升沿，下除沿，雙沿觸發(fā)。
?
圖3-9 電平信號(hào)觸發(fā)示意圖
由于按鍵按下時(shí)讓它產(chǎn)生中斷，也就是從高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)產(chǎn)生(上節(jié)按鍵中斷原理)，因此我們?cè)O(shè)置EINT11中斷信號(hào)的觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，EXTINT1[14:12] = 0b01x
表3-15 EXTINT1寄存器
?
設(shè)置完觸發(fā)方式之后，當(dāng)外設(shè)中斷信號(hào)線上的電平達(dá)到觸發(fā)條件時(shí)，通過外部中斷產(chǎn)生器產(chǎn)生中斷信號(hào)，然后將子外部中斷暫存寄存器EINTPND中對(duì)應(yīng) 的EINT11位置1，中斷信號(hào)再進(jìn)入EINTMSK子外部中斷屏蔽寄存器，如果EINT11中斷源信號(hào)沒有被屏蔽，則EINT11中斷信號(hào)進(jìn)入子外部中 斷聚合器，復(fù)合成EINT8_23中斷信號(hào)，然后再經(jīng)歷與前面子內(nèi)部中斷信號(hào)一樣的處理機(jī)制。
（1）EINTPEND外部中斷暫存寄存器
表3-16外部中斷暫存寄存器（EINTPEND）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| EINTPEND | 0x560000A8 | R/W | 外部中斷信號(hào)暫存寄存器 0：沒有中斷請(qǐng)求信號(hào) 1：中斷請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生 | 0x0000000 |
?
| EINTPEND | 位 | 描述 | 初始值 |
| EINT23 | [23] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
| … | … | … | … |
| EINT4 | [4] | 0 = 未產(chǎn)生中斷 1 = 產(chǎn)生中斷 | 0 |
| 保留位 | [3:0] | 無(wú) | 0000 |
?
（2）EINTMASK外部中斷屏蔽寄存器
表3-17外部中斷屏蔽寄存器（EINTMASK）
| 寄存器名 | 地址 | 是否讀寫 | 描述 | 復(fù)位默認(rèn)值 |
| EINTMASK | 0x560000A4 | R/W | 外部中斷信號(hào)屏蔽寄存器 0：未屏蔽，中斷可用 1：屏蔽中斷信號(hào) | 0x000FFFFF |
?
| EINTMASK | 位 | 描述 | 初始值 |
| EINT23 | [23] | 0 = 未屏蔽1 = 屏蔽中斷 | 1 |
| … | … | … | … |
| EINT4 | [4] | 0 = 未屏蔽1 = 屏蔽中斷 | 1 |
| 保留位 | [3:0] | 無(wú) | 1111 |
4. 外部中斷源的產(chǎn)生
外部中斷產(chǎn)生過程讀者可以根據(jù)上面中斷圖自行分析。
按鍵控制LED燈實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)分三個(gè)版本，分別針對(duì)三種開發(fā)板：友善之臂QQ2440，友善之臂MINI2440，天嵌TQ2440。每種開發(fā)板對(duì)應(yīng)工程在：“sys_irq_開發(fā)板名”目錄下。下面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為針對(duì)MINI2440開發(fā)板。
head.s：
主要實(shí)現(xiàn)安裝異常向量表，處理復(fù)位異常，初始化必要硬件，中斷入口處理等功能。
1 ;********************************************************************** 2 3 ; 系統(tǒng)中斷實(shí)驗(yàn)（MINI2440） 4 5 ;********************************************************************** 6 7 GPBCON EQU 0x56000010 8 9 GPBDAT EQU 0x56000014 10 11 EXPORT SYS_IRQ 12 13 AREA SYS_IRQ,CODE,READONLY 14 15 ENTRY 16 17 ;********************************************************************** 18 19 ; 設(shè)置中斷向量,除Reset和HandleIRQ外，其它異常都沒有使用(如果不幸發(fā)生了， 20 21 ; 將導(dǎo)致死機(jī)) 22 23 ;********************************************************************** 24 25 ; 0x00: 復(fù)位Reset異常 26 27 b Reset 28 29 30 31 ; 0x04: 未定義異常（未處理） 32 33 HandleUndef 34 35 b HandleUndef 36 37 38 39 ; 0x08: 軟件中斷異常（未處理） 40 41 HandleSWI 42 43 b HandleSWI 44 45 46 47 ; 0x0c: 指令預(yù)取異常（未處理） 48 49 HandlePrefetchAbt 50 51 b HandlePrefetchAbt 52 53 54 55 ; 0x10: 數(shù)據(jù)訪問中止異常（未處理） 56 57 HandleDataAbt 58 59 b HandleDataAbt 60 61 62 63 ; 0x14: 未使用異常（未處理） 64 65 HandleNotUsed 66 67 b HandleNotUsed 68 69 70 71 ; 0x18: 一般中斷異常，跳往HandleIRQ 72 73 b HandleIRQ 74 75 76 77 ; 0x1c: 快速中斷異常（未處理） 78 79 HandleFIQ 80 81 b HandleFIQ 82 83 84 85 Reset ; 復(fù)位異常處理入口 86 87 ; 關(guān)閉看門狗 88 89 ldr r0, = 0x53000000 90 91 mov r1, #0 92 93 str r1, [r0] 94 95 bl initmem 96 97 ldr sp, =0x32000000 ; 設(shè)置管理模式棧指針 98 99 IMPORT uart_init 100 101 bl uart_init ; UART串口初始化 102 103 IMPORT irq_init 104 105 bl irq_init ; 系統(tǒng)中斷初始化 106 107 IMPORT key_init 108 109 bl key_init ; 按鍵初始化 110 111 IMPORT led_init 112 113 bl led_init ; LED燈初始化 114 115 msr cpsr_cxsf, #0xd2 ; 切換到中斷模式下 116 117 ldr sp, =0x31000000 ; 設(shè)置中斷模式棧指針 118 119 120 121 msr cpsr_cxsf, #0x13 ; 返回管理模式 122 123 124 125 ldr lr, =halt_loop ; 設(shè)置管理模式下返回地址 126 127 IMPORT main 128 129 ldr pc, =main ; 跳入主函數(shù)main里執(zhí)行 130 131 ;*********************************************************************** 132 133 ; 中斷處理 134 135 ;*********************************************************************** 136 137 HandleIRQ 138 139 sub lr,lr,#4 ; 修正返回地址 140 141 stmdb sp!,{r0-r12,lr} ; 保存程序執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng) 142 143 ldr lr,=int_return ; 設(shè)置中斷處理程序返回地址 144 145 IMPORT handle_irq 146 147 ldr pc,=handle_irq ; 跳入中斷處理程序 148 149 150 151 int_return ; 中斷處理返回標(biāo)簽 152 153 ldmia sp!,{r0-r12,pc}^ 恢復(fù)程序執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)，返回繼續(xù)執(zhí)行 154 155 156 157 halt_loop 158 159 b halt_loop 160 161 initmem 162 163 ldr r0, =0x48000000 164 165 ldr r1, =0x48000034 166 167 ;ldr r2, =memdata 168 169 adr r2, memdata 170 171 initmemloop 172 173 ldr r3, [r2], #4 174 175 str r3, [r0], #4 176 177 teq r0, r1 178 179 bne initmemloop 180 181 mov pc,lr 182 183 184 185 memdata 186 187 DCD 0x22000000 ;BWSCON 188 189 DCD 0x00000700 ;BANKCON0 190 191 DCD 0x00000700 ;BANKCON1 192 193 DCD 0x00000700 ;BANKCON2 194 195 DCD 0x00000700 ;BANKCON3 196 197 DCD 0x00000700 ;BANKCON4 198 199 DCD 0x00000700 ;BANKCON5 200 201 DCD 0x00018005 ;BANKCON6 202 203 DCD 0x00018005 ;BANKCON7 204 205 DCD 0x008e07a3 ;REFRESH 206 207 DCD 0x000000b1 ;BANKSIZE 208 209 DCD 0x00000030 ;MRSRB6 210 211 DCD 0x00000030 ;MRSRB7 212 213 END ; 代碼結(jié)束?該程序主要設(shè)置異常向量表，除了Reset異常和中斷處理被處理以外，其它異常都未被處理，如果發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生死循環(huán)，Reset異常里主要實(shí)現(xiàn)了 硬件的基本初始化，如：按鍵，LED燈等，設(shè)置棧指針，用于執(zhí)行C程序，最后跳入C程序的main函數(shù)。在中斷處理異常處理中首先修正返回地址，保存用戶 執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)，跳入到中斷處理例程中執(zhí)行。
sys_init.c：
硬件初始化文件，里面包含LED，KEY的初始化函數(shù)。
1 #include "register.h" 2 3 #include "comm_fun.h" 4 5 6 7 #define TXD0READY (1<<2) //發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)OK 8 9 #define RXD0READY (1) //接收數(shù)據(jù)狀態(tài)OK 10 11 12 13 /* UART串口初始化 */ 14 15 void uart_init() 16 17 { 18 19 GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 used as TXD0,RXD0 20 21 GPHUP = 0x0; //GPH2,GPH3內(nèi)部上拉 22 23 ULCON0 = 0x03; //8N1 24 25 UCON0 = 0x05; //查詢方式為輪詢或中斷;時(shí)鐘選擇為PCLK 26 27 UFCON0 = 0x00; //不使用FIFO 28 29 UMCON0 = 0x00; //不使用流控 30 31 UBRDIV0 = 12; //波特率為57600,PCLK=12Mhz 32 33 } 34 35 36 37 /* UART串口單個(gè)字符打印函數(shù) */ 38 39 extern void putc(unsigned char c) 40 41 { 42 43 while( ! (UTRSTAT0 & TXD0READY) ); 44 45 UTXH0 = c; 46 47 } 48 49 50 51 /* UART串口接受單個(gè)字符函數(shù) */ 52 53 extern unsigned char getc(void) 54 55 { 56 57 while( ! (UTRSTAT0 & RXD0READY) ); 58 59 return URXH0; 60 61 } 62 63 64 65 /* UART串口字符串打印函數(shù) */ 66 67 extern int printk(const char* str) 68 69 { 70 71 int i = 0; 72 73 while( str[i] ){ 74 75 utc( (unsigned char) str[i++] ); 76 77 } 78 79 return i; 80 81 } 82 83 84 85 /* 按鍵初始化 */ 86 87 int key_init() 88 89 { 90 91 // 設(shè)置K1,K2,K3,K4,K5,K6對(duì)應(yīng)控制寄存器為中斷模式 92 93 GPGCON = (2<<0) | (2<<6) | (2<<10) | (2<<12) | (2<<14) | (2<<22); 94 95 /* 96 97 01x falling edge triggered下降沿觸發(fā) 98 99 10x Rising edge triggered上升沿觸發(fā) 100 101 11x Both edge triggered雙沿觸發(fā) 102 103 */ 104 105 // 設(shè)置K1，K2，K3，K4，K5按鍵中斷觸發(fā)方式為上升沿觸發(fā) 106 107 EXTINT1 = (3<<0) | (3<<12) | (3<<20) | (3<<24) | (3<<28); 108 109 EXTINT2 = (3<<12); // 設(shè)置K6按鍵中斷觸發(fā)方式為上升沿觸 110 111 printk("按鍵初始化OK/r/n"); 112 113 return 0; 114 115 } 116 117 118 119 /* Led1~Led4初始化*/ 120 121 #define LED1 (1<<5) //LED1 GPBDAT[5] 122 123 #define LED2 (1<<6) //LED2 GPBDAT[6] 124 125 #define LED3 (1<<7) //LED3 GPBDAT[7] 126 127 #define LED4 (1<<8) //LED4 GPBDAT[8] 128 129 130 131 /* 點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)num號(hào)led燈 */ 132 133 extern int led_on(int num) 134 135 { 136 137 switch(num) 138 139 { 140 141 case 1: 142 143 GPBDAT = GPBDAT & ~LED1; break; 144 145 case 2: 146 147 GPBDAT = GPBDAT & ~LED2; break; 148 149 case 3: 150 151 GPBDAT = GPBDAT & ~LED3; break; 152 153 case 4: 154 155 GPBDAT = GPBDAT & ~LED4; break; 156 157 default: 158 159 return 0; 160 161 } 162 163 return num; 164 165 } 166 167 168 169 /* 關(guān)閉num號(hào)led燈 */ 170 171 extern int led_off(int num) 172 173 { 174 175 switch(num) 176 177 { 178 179 case 1: 180 181 GPBDAT = GPBDAT | LED1; break; 182 183 case 2: 184 185 GPBDAT = GPBDAT | LED2; break; 186 187 case 3: 188 189 GPBDAT = GPBDAT | LED3; break; 190 191 case 4: 192 193 GPBDAT = GPBDAT | LED4; break; 194 195 default: 196 197 return 0; 198 199 } 200 201 return num; 202 203 } 204 205 206 207 /* 關(guān)閉全部led燈 */ 208 209 extern int all_led_off(void) 210 211 { 212 213 GPBDAT = GPBDAT | LED1 | LED2 | LED3 | LED4; 214 215 return 0; 216 217 } 218 219 220 221 /* led燈初始化 */ 222 223 int led_init(void) 224 225 { 226 227 GPBCON = 0x15400; //設(shè)置GPB7為輸出口 228 229 all_led_off(); 230 231 printk("led初始化OK/r/n"); 232 233 return 0; 234 235 } 236 237 238 239 /* 中斷初始化 */ 240 241 void irq_init(void) 242 243 { 244 245 // 打開KEY1~KEY6的屏蔽位 246 247 INTMSK &= ~(1<<5); 248 249 EINTMASK &= ~((1<<8) | (1<<11) | (1<<13) | (1<<14) | (1<<15) | (1<<19)); 250 251 printk("中斷初始化OK/r/n"); 252 253 }該文件是相關(guān)硬件初始化程序，主要包含了看門狗驅(qū)動(dòng)，按鍵驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)中斷驅(qū)動(dòng)，LED驅(qū)動(dòng)。
??? handle_irq.c:
中斷處理函數(shù)，查出中斷源，中斷處理，清除中斷源。
1 #include "register.h" 2 3 #include "comm_fun.h" 4 5 6 7 #define EINT_Key_REQUEST 5 // Key中斷源中斷號(hào)（6個(gè)按鍵全部使用外部子中斷） 8 9 #define K1_EINT_BIT (1<<8) // K1外部子中斷位 10 11 #define K2_EINT_BIT (1<<11) // K2外部子中斷位 12 13 #define K3_EINT_BIT (1<<13) // K3外部子中斷位 14 15 #define K4_EINT_BIT (1<<14) // K4外部子中斷位 16 17 #define K5_EINT_BIT (1<<15) // K5外部子中斷位 18 19 #define K6_EINT_BIT (1<<19) // K6外部子中斷位 20 21 /* 系統(tǒng)中斷處理函數(shù) */ 22 23 void handle_irq() 24 25 { 26 27 unsigned long irqOffSet = INTOFFSET; // 取得中斷號(hào) 28 29 all_led_off(); // 關(guān)閉全部Led燈 30 31 if(EINT_Key_REQUEST==irqOffSet){ // Key中斷產(chǎn)生（6個(gè)按鍵使用一個(gè)總中斷號(hào)） 32 33 if(K1_EINT_BIT & EINTPEND){ 34 35 led_on(1); // 點(diǎn)亮Led1 36 37 printk("Key1 pressed/r/n"); 38 39 EINTPEND &= K1_EINT_BIT; // 清除外部子中斷源 40 41 }else if(K2_EINT_BIT & EINTPEND){ 42 43 led_on(2); // 點(diǎn)亮Led2 44 45 printk("Key2 pressed/r/n"); 46 47 EINTPEND &= K2_EINT_BIT; // 清除外部子中斷源 48 49 }else if(K3_EINT_BIT & EINTPEND){ 50 51 led_on(3); // 點(diǎn)亮Led3 52 53 printk("Key3 pressed/r/n"); 54 55 EINTPEND &= K3_EINT_BIT; // 清除外部子中斷源 56 57 }else if(K4_EINT_BIT & EINTPEND){ 58 59 led_on(4); // 點(diǎn)亮Led4 60 61 printk("Key4 pressed/r/n"); 62 63 EINTPEND &= K4_EINT_BIT; // 清除外部子中斷源 64 65 }else if(K5_EINT_BIT & EINTPEND){ 66 67 all_led_off(1); // 熄滅全部Led 68 69 printk("Key5 pressed/r/n"); 70 71 EINTPEND &= K5_EINT_BIT; // 清除外部子中斷源 72 73 }else if(K6_EINT_BIT & EINTPEND){ 74 75 all_led_on(); // 點(diǎn)亮全部Led 76 77 printk("Key6 pressed/r/n"); 78 79 EINTPEND &= K6_EINT_BIT; // 清除外部子中斷源 80 81 } 82 83 } 84 85 SRCPND &= (1<<irqOffSet); // 清除中斷源 86 87 INTPND = INTPND; // 清除中斷結(jié)果 88 89 }main.c:
包含主函數(shù)和延時(shí)函數(shù)，主要實(shí)現(xiàn)字符串的循環(huán)打印。
1 #include "register.h" 2 3 #include "comm_fun.h" 4 5 6 7 /* 延時(shí) */ 8 9 void delay(int msec) 10 11 { 12 13 int i, j; 14 15 for(i = 1000; i > 0; i--) 16 17 for(j = msec*10; j > 0; j--) 18 19 /* do nothing */; 20 21 } 22 23 24 25 /* 主函數(shù) */ 26 27 int main() 28 29 { 30 31 while(1) 32 33 { 34 35 printk("main函數(shù)在運(yùn)行.../r/n"); 36 37 delay(5); //delay 38 39 } 40 41 return 0; 42 43 }?
完。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的TQ2440中断系统的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 来搞清楚CRC校验的原理和实现
- 下一篇： 塞班3的java键盘_【图片】Symbi