JZ2440 中断分析

ARM体系结构的7中工作模式
1、用户模式（usr） ：ARM处理器正常的程序执行状态
2、快速中断模式（fig） ：用于高速的数据传输或通道处理
3、中断模式（irq） ：用于通用的中断处理
4、管理模式（svc） :操作系统使用的保护模式
5、数据访问终止模式（abt） ：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护
6、系统模式（sys） ：运行具有特权的操作系统任务
7、未定义指令终止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真

除用户模式外，其他均为特权模式。

可以通过软件来进行模式的切换，例如进入SVC管理模式，代码如下：
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3 //svc模式，cpu状态为ARM工作模式，禁止快速中断和中断
msr cpsr, r0

ARM体系结构CPU的两种工作状态：ARM状态 32位的字对齐的ARM指令
Thumb状态 26位的半字对齐的Thumb指令

S3C2440/S3C2410一上电便是在ARM状态，所以无需关心CPU的工作状态

r13：栈指针寄存器
r14：lr寄存器，pc寄存器的备份
r15：pc寄存器，程序计数器

cpu在运行过程中，如何知道各类外设发生了某些不预期的事情，不如串口接收到了新数据，USB接口中出入了设备，按下了某个按键等，主要有两种方法
（1）：查询方式
（2）：中断方式

识别中断和清除中断主要是利用两种寄存器来实现
（1）：中断控制寄存器
（2）：外设相关的寄存器

在S3C2410/S3C2440中，irq中断被分为三类
1、request sources（with sub-register） ，即有子中断的中断类型，S3C2410有11个，S3C2440有15个
2、request sources（without sub-register），无子中断的一类中断
3、EINT4_7,EINT8_23

首先来说明如何判断发生的中断时哪一个
1、通过读取INTPND或者INTOFFSET的值可以知道汇总的中断中哪一个中断发生了

2、汇总的中断中有三种类型的中断 

（1）直接有INTPND便可判断的中断

（2）由子中断汇总的中断
（3）EINT4_7 和EINT8_23
对于情况2：比如关于串口方面的中断INT_RXD0，INT_TXD0，INT_ERR0，此三个中断只要有一个发生了，且没有被屏蔽，则三者在INTPND中的标示
均为INT_UART0，光是看INTPND还无法分辨具体哪一个中断发生，此时需要用到SUBSRCPND寄存器，
SUBSRCPND 的位[2]标志INT_ERR0
SUBSRCPND 的位[1]标志INT_TXD0
SUBSRCPND 的位[0]标志INT_RXD0
同理，其他由子中断汇总的中断都能在SUBSRCPND找到自己子中断的标示。这中子中断在S3C2440中有15个，即在SUBSRCPND需要15位标示，汇总到
INTPND中由6位标示，总的映射关系如下

INT_UART0 ：INT_RXD0,INT_TXD0,INT_ERR0
INT_UART1 ：INT_RXD1,INT_TXD1,INT_ERR1
INT_UART2 ：INT_RXD2,INT_TXD2,INT_ERR2
INT_ADC ：INT_ADC_S, INT_TC
INT_CAM ：INT_CAM_C, INT_CAM_P
INT_WDT_AC97 ：INT_WDT, INT_AC97

对于第三种情况EIN4~EINT 7和EINT8~EINT23这几个外部中断，在INTPND中的标示为EINT4_7 和EINT8_23
映射关系如下
EINT4_7 ：EIN4~EINT7
EINT8_23 ：EINT8~EINT23
故而光是参考INTPND寄存器无法知道具体发生的中断，这是还需要参考EINTPEND寄存器，这个寄存器中标示了具体发生的中断

这里插放中断流程图

使用中断的步骤：
（1）设置好中断模式和快速中断模式下的栈
（2）准备好中断处理函数，即设置中断向量表，中断向量地址0x00000018

_start: b start_code
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq

然后写中断服务程序，即判断是哪个中断发生，采取什么样的措施

最后清除中断，清除中断位置可以在中断服务程序前，也可以在其后，清中断是从源头开始，例如从SUBSRPND，到SRCPND到INTPND

注意：SRCPND和INTPND之间的关系，他俩都是中断的汇总，相应位标志的中断一样，INTPND经由SRCPND屏蔽和优先级而来，INTPND同一时刻只能
标示一种中断，因为同一时刻只能相应一个中断，而SRCPND可能标示了多个中断，这表明有多个中断同时发生了，不过要经过屏蔽和优先级确定
响应哪个中断。在前面说过有三类中断，这里的屏蔽主要屏蔽第二类中断，因为第一类和第三类中断在进入SRCPND标示之前已经被屏蔽了

（3）进入、退出中断模式或快速中断模式时，需要保存、恢复中断程序的运行环境
对于IRQ代码如下
sub lr ,lr ,#4
stmdb sb!,{r0-r12,lr}
......
ldmid sp!,{r0-r12,pc}^

（4）根据具体中断，设置相关外设。比如设置触发条件，设置引脚功能（中断），设置自己的屏蔽寄存器
（5）对于第一类和第三类中断，设置屏蔽寄存器
（6）设置主屏蔽寄存器INTMASK
（7）启动中断功能，即设置CPSR寄存器

在UBOOT的第一阶段代码中对中断的处理如下
（1）关闭中断使能
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f
orr r0, r0, #0xd3
msr cpsr, r0
（2）屏蔽所有中断
# define INTMSK 0x14400008
mov r1, #0xffffffff
ldr r0, =INTMSK
str r1, [r0]