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ARM处理器中断处理的理解

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ARM处理器中断处理的理解在发生外部中断时的处理过程如下图所示：在发生外部中断时ARM程序跳转到b HandlerIRQ;handler for IRQ interrupt根据如下语句LTORGHandlerFIQ HANDLER HandleFIQHandlerIRQ HANDLER HandleIRQHandlerUndef HANDLER HandleUndef就会调用如下HANDLER宏：HandlerIRQ HANDLER HandleIRQ ;发生外部中断时调用这个宏，跳转到IsrIRQHANDLER宏如下：MACRO$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel;在一个标号前使用$表示程序被汇编时将使用相应的值来代替$后的标号$HandlerLabel ;可以将其想像成函数名,但这个函数名可以被不同名称(HandlerIRQ,HandlerFIQ)替代sub sp,sp,#4 ;decrement sp(to store jump address)stmfd sp!,{r0} ;PUSH the work register to stack(lr does't push because it return to original address) ldr r0,=$HandleLabel ;可以当成函数参数, HandleIRQ所指向的地址內裝的是IsrIRQ的入口地址;所以下面的語句实际上是load IsrIRQ的入口地址到r0ldr r0,[r0] ;load the contents(service routine start address IsrIRQ的入口地址) of HandleXXX to r0 str r0,[sp,#4] ;store the contents(ISR) of HandleXXX to stack, r0也就是IsrIRQ的入口地址to SPldmfd sp!,{r0,pc} ;POP the work register and pc(jump to ISR) IsrIRQ的入口地址to PCMEND具体使用时用HandlerIRQ代替上面宏內的HandleLabel：HandlerIRQsub sp,sp,#4 ;decrement sp(to store jump address) ; 先假设sp=0x1014, sp-4=0x1010stmfd sp!,{r0} ;PUSH the work register to stack(lr does't push because it return to original address);sp=sp-4=0x100C,r0->sp[0x100C],ldr r0,= HandleIRQ ;load the address of HandleIRQ to r0, HandleIRQ所指向的地址內裝的是IsrIRQ的入口地址 ;所以下面的語句实际上是加载IsrIRQ的入口地址到r0ldr r0,[r0] ;load the contents(service routine start address 即IsrIRQ的入口地址) of HandleIRQ to r0 str r0,[sp,#4] ;store the contents(ISR) of HandleIRQ to stack, r0也就是IsrIRQ的入口地址to SP;r0->sp[0x100C]+4(=0x1010),but sp=0x100C不变ldmfd sp!,{r0,pc} ;POP the work register and pc(jump to ISR) IsrIRQ的入口地址to PC;sp[0x100C]->r0,sp=sp+4,sp[0x1010]->pc,sp=sp+4=0x1014，这样就实现了pc指向中断处理程序函数入口下面两张图片指示了这个过程SP内容的变化：因为程序启动时已执行如下代码將用来解析具体中断函数入口的子函数IsrIRQ地址写入HandleIRQ地址; Setup IRQ handler;初始化时將IsrIRQ地址写入HandleIRQ地址ldr r0,=HandleIRQ;This routine is neededldr r1,=IsrIRQ ;取IsrIRQ的绝对地址'str r1,[r0] ;将IsrIRQ的绝对地址写入HandleIRQ地址内则执行完HandlerIRQ宏后，程序跳转到IsrIRQ。

开始执行IsrIRQ解析程序，根据INTOFFSET寄存器的值确定中断源并跳转到对应的C程序中断服务程序的入口。

下面是IsrIRQ的详细代码：IsrIRQ ; 取得具体中断的入口子函数sub sp,sp,#4 ;SP=SP-4, reserved for PCstmfd sp!,{r8-r9} ;保存R9->[SP-4], r8->[SP-8]ldr r9,=INTOFFSET ;外部中断的偏移量Register ; INTOFFSET EQU 0x4a000014, Interrupt Offset Register; The value in the INTOFFSET shows which interrupt request of IRQ mode is in the INTPND register ldr r9,[r9] ;取出Interrupt Offset Register內外部中断的偏移量,即具体是什么中断ldr r8,=HandleEINT0 ; 外部中断处理向量的首地址，此时所有中断向量地址里面沒有內容，; 编译主程式里的中断处理函数后这些中断处理向量地址里就装载了中断处理函数的入口地址add r8,r8,r9,lsl #2 ;计算出具体的中断向量所对应的标号的地址，R8=(R8+R9*4),若R9=0表示是EINT0中断ldr r8,[r8] ;取出具体的中断处理函数的入口地址赋给PC r8<-[r8]str r8,[sp,#8] ;将r8存入[SP+8]，下一步取出赋给PCldmfd sp!,{r8-r9,pc} ;从SP中恢复r8,r9的值, 取出新的PC的值(即具体的中断处理C函数的入口地址)主程序中具体的中断处理函数(如void __irq Eint0_ISR())的入口地址是在编译时确定的。

知道了Eint0中断函数的地址，以其为基址，其它的中断只要通过加上Interrupt Offset Register内的偏移量就可以知道是什么中断，并得到中断函数的目标地址。

那么具体的中断处理函数(如void __irq Eint0_ISR())的入口地址是如何与start.s中HandleEINT0联系起來的？在2410addr.h中有如下定义：#define pISR_EINT0 (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x20))上述语句把无符号整数_ISR_STARTADDRESS+0x20(即HandleEINT0 # 4)强制转换为指针，即pISR_EINT0就代表start.s 中的HandleEINT0。

主程序中void __irq Eint0_ISR(void); //关键字_irq表示是中断处理函数, 满足异常响应对现场保护和恢复的需要pISR_EINT0=(unsigned)Eint0_ISR;则指针pISR_EINT0指向中断处理函数Eint0_ISR(void)的入口地址，就这样将中断处理函数Eint0_ISR(void)的入口地址与start.s中HandleEINT0联系起來了。

中断如何切换工作状态？当发生异常中断时，处理器自动进入相应的异常模式。

;===================================================================================;呵呵,来了来了.好戏来了,这一段程序就是用来进行第二次查表的过程了.;如果说第一次查表是由硬件来完成的,那这一次查表就是由软件来实现的了.;为什么要查两次表??;没有办法,ARM把所有的中断都归纳成一个IRQ中断异常和一个FIRQ中断异常;第一次查表主要是查出是什么异常,可我们总要知道是这个中断异常中的什么中断呀!;没办法了,再查一次表呗!;===================================================================================;//外部中断号判断，通过中断服务程序入口地址存储器的地址偏移确定;//PC=[HandleEINT0+[INTOFFSET]];H|------|; |/ / / |; |--isr-| ====>pc;L|--r8--|; |--r9--|<----spIsrIRQsub sp,sp,#4 ;给PC寄存器保留 reserved for PCstmfd sp!,{r8-r9} ;把r8-r9压入栈ldr r9,=INTOFFSET ;把INTOFFSET的地址装入r9 INTOFFSET是一个内部的寄存器,存着中断的偏移ldr r9,[r9] ;I_ISRldr r8,=HandleEINT0 ;这就是我们第二个中断向量表的入口的,先装入r8;===================================================================================;哈哈,这查表方法够好了吧,r8(入口)+index*4(别望了一条指令是4 bytes的喔),;这不就是我们要找的那一项了吗.找到了表项,下一步做什么?肯定先装入了!;==================================================================================add r8,r8,r9,lsl #2 ;地址对齐，因为每个中断向量占4个字节，即isr = IvectTable + Offeset * 4 ldr r8,[r8] ;装入中断服务程序的入口str r8,[sp,#8] ;把入口也入栈,准备用旧招ldmfd sp!,{r8-r9,pc} ;施招,弹出栈,哈哈,顺便把r8弹出到PC了,跳转成功!。

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中断异常处理流程

中断异常处理流程

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.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，ARM微处理器会执行以下几步操作：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正确的位置重新开始执行。

2）将ＣPSR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程序处。

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微处理器会执行以下几步操作从异常返回：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SPSR复制回CPSR中。

3) 若在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,因此复位异常处理程序不需要返回。

2.异常处理程序设计2．1 异常响应流程由于向量表的限制，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。

嵌入式中断处理

嵌入式中断处理

福建电脑2012年第12期浅谈嵌入式中断处理郑德利（石家庄市职业技术教育中心计算机专业部河北石家庄050090）【摘要】：中断处理的效率高低直接影响着整个嵌入式系统的工作效率。

从源代码的角度，详细叙述了基于XScale PXA255处理器的嵌入式Linux操作系统的中断处理的整个流程。

【关键词】：中断处理；嵌入式；XScale PXA2551、引言一个完美的嵌入式系统与其中断处理机制是分不开的，没有中断处理的嵌入式系统不是真正意义上的嵌入式系统。

近年来，Intel公司生产的基于ARM体系结构的XScale系列处理器应用越来越广，本文以XScale PXA255处理器为例，从内核源代码的角度详细分析该系统的中断处理机制。

2、ARM系列处理器中断处理的定义当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常。

对于ARM体系结构的处理器来说，所支持的异常类型有七种，按处理的优先级从高到低分别为复位、数据中止、FIQ、IRQ、预取指令中止、SWI（也称软中断）和未定义指令。

其中，FIQ （Fast Interrupt Request）异常是为了支持快速数据传输或者通道处理而设计的，可由外部通过对处理器的nFIQ引脚输入低电平并且在当前程序状态寄存器CPSR（Current Program Staus Register）中的F位为0的时候来产生。

IRQ（Interrupt Re-quest）异常属于正常的中断请求，是我们常指的通常意义上的外部中断，可通过对处理器的nIRQ 引脚输入低电平并且在CPSR中的I位为0时来产生，系统的外部设备都是通过该异常请求中断服务。

这两个异常处理基本构成了整个系统的中断处理，是本文所讨论研究的重点。

3、中断的初始化在嵌入式Linux中，对中断的初始化必不可少的，下面就对系统中的常用的外部中断IRQ的初始化过程进行讨论。

系统经过BootLoader启动后，先运行init目录里面的main.c,该文件中的函数asmlinkage void __init start_kernel(void)调用了init_IRQ()，其中init_IRQ()函数的执行流程如图1。

arm中断嵌套的原理

arm中断嵌套的原理

arm中断嵌套的原理摘要：1.引言2.arm 中断嵌套的原理2.1 arm 的中断向量表2.2 中断嵌套的实现2.3 中断嵌套的优点和应用3.arm 中断嵌套的实现3.1 硬件方面的支持3.2 软件方面的支持4.arm 中断嵌套的注意事项4.1 中断处理时间的考虑4.2 中断优先级的处理5.总结正文：在嵌入式系统中，中断处理是一个常见的功能。

ARM 处理器提供了丰富的中断处理功能，使得开发者可以灵活地处理各种中断事件。

中断嵌套是ARM 中断处理的一个重要特性，可以提高系统的响应速度和处理效率。

本文将详细介绍ARM 中断嵌套的原理、实现以及注意事项。

首先，我们需要了解ARM 中断嵌套的原理。

ARM 的中断向量表是一个关键概念。

中断向量表是一个存储中断向量地址的数组，用于快速定位和处理各种中断事件。

当有中断请求时，处理器会根据中断类型号在中断向量表中查找对应的中断向量地址，然后跳转到该地址执行中断处理程序。

中断嵌套的实现主要依赖于中断向量表的布局和中断处理程序的设计。

在一个系统中，可能会有多个中断源，它们的中断向量地址可能会相互重叠。

为了实现中断嵌套，我们需要保证中断向量表中的下一个中断向量地址在当前中断处理程序执行完毕之前可以被访问到。

这样，当一个中断请求到来时，处理器可以在当前中断处理程序执行完毕后，快速跳转到下一个中断向量地址，执行下一个中断处理程序。

中断嵌套的优点主要体现在可以提高系统的响应速度和处理效率。

例如，当一个外部中断请求到来时，处理器可以在执行当前中断处理程序的同时，响应外部中断请求，这样可以减少中断处理的时间。

此外，中断嵌套还可以实现中断优先级的功能，使得高优先级的中断请求能够更快地被处理。

要实现ARM 中断嵌套，需要硬件和软件两方面的支持。

在硬件方面，处理器需要支持中断嵌套，这通常需要处理器具有中断控制器，可以实现中断请求的排队和嵌套处理。

在软件方面，需要编写适当的中断处理程序，确保在当前中断处理程序执行完毕之前可以跳转到下一个中断向量地址。

arm中断实验的实验报告

arm中断实验的实验报告

arm中断实验的实验报告ARM中断实验的实验报告引言：ARM中断是一种常用的处理器功能，它可以在特定条件下中断当前的程序执行，转而执行指定的中断服务程序。

本次实验旨在通过ARM中断实验，深入了解中断的原理和应用。

一、实验背景ARM中断是ARM处理器中的一种重要功能，它可以在特定条件下中断当前的程序执行，转而执行指定的中断服务程序。

中断可以分为外部中断和内部中断两种类型。

外部中断是指来自外部设备的中断请求，例如外部设备的输入信号变化；内部中断是指来自处理器内部的中断请求，例如算术溢出、指令错误等。

二、实验目的1. 了解中断的概念和原理；2. 掌握ARM中断的实现方法；3. 学习如何编写中断服务程序。

三、实验步骤1. 准备实验环境：搭建ARM开发板，连接必要的外设；2. 配置中断控制器：根据实验需求，配置中断控制器的相关寄存器，使其能够正确响应中断请求；3. 编写中断服务程序：根据实验需求，编写中断服务程序，实现中断处理的相关功能；4. 运行实验程序：将编写好的程序下载到ARM开发板上，运行程序，观察中断的触发和响应情况；5. 实验结果分析：根据实验结果，分析中断的触发条件、中断服务程序的执行情况等。

四、实验结果与分析通过实验，我们成功实现了ARM中断的功能。

在实验过程中，我们配置了外部设备的中断引脚，当引脚状态发生变化时，中断控制器会产生中断请求，处理器则会立即中断当前的程序执行，转而执行中断服务程序。

在中断服务程序中，我们可以完成一些特定的操作，例如读取外设数据、更新系统状态等。

实验结果表明，中断服务程序能够正确地响应中断请求，并完成相应的操作。

五、实验总结本次实验通过ARM中断的实验，我们深入了解了中断的原理和应用。

中断是一种重要的处理器功能，它可以在特定条件下中断当前的程序执行，转而执行指定的中断服务程序。

掌握了中断的实现方法和编写中断服务程序的技巧，我们可以在实际应用中更好地利用中断功能，提高系统的响应速度和稳定性。