异常与中断处理

第6章　异常与中断处理

１、异常与中断的概念。

异常包含了中断

 

2、ARM V7体系架构支持的7种异常类型：

复位、未定义指令、软件中断、预取指中止、数据中止、外部中断、快中断。

 

3、SWI软中断异常、与硬中断的异同、SWI指令格式。

软中断是软件实现的中断，也就是程序运行时其他程序对它的中断。

软中断与硬中断的区别有：

l  软中断发生时间由程序控制，而硬中断发生时间随机；

l  软中断是由程序调用发生的，而硬中断是由外设引发的。

 

SWI指令

SWI指令用于产生软中断，从用户模式变换到管理模式，CPSR保存到管理模式的SPSR中。

    指令格式：SWI{cond}     immed_24      ;immed_24为软中断号（服务类型）

 

4、IRQ中断与FIQ中断的异同点

工作模式不同

使用寄存器不同:

ARM的FIQ模式提供了更多的banked备份寄存器，r8～r14,SPSR；而IRQ模式提供的banked寄存器为R13,R14,SPSR.

(这就意味着在ARM的IRQ模式下，中断处理程序自己要保存R8到R12这几个寄存器，然后退出中断处理时程序要恢复这几个寄存器，而FIQ模式由于这几个寄存器都有banked寄存器，模式切换时CPU自动保存这些值到banked寄存器，退出FIQ模式时自动恢复，所以这个过程FIQ比IRQ快.)

优先级不同:

FIQ比IRQ有更高优先级，FIQ优先级为3，IRQ优先级为4。如果FIQ和IRQ同时产生，那么FIQ先处理；如果。

中断处理流程相同:

l  初始化微处理器中断有关的寄存器，开放中断。

l  I/O端口或部件完成数据操作后产生中断请求信号。

l  当中断请求信号有效时，微处理器可能处在不可中断状态。等微处理器允许中断时保存当前状态，停止它现行的操作并开始进行中断源的识别。

l  在识别出优先级最高的中断源后，微处理器转到对应的中断服务例程入口，并应答中断，I/O端口或部件收到应答信号后，撤消其中断请求。

l  微处理器读入或写出数据，当中断服务例程结束后，返回到原来的被中断程序处继续执行。

 

5、中断源与优先级仲裁

　　1）93个中断源，分别由四个中断向量控制器管理；

   2)默认情况下的中断优先级。

　　所谓优先级，指的以下两层含义：

l  若有2个及2个以上的中断源同时提出中断请求，微处理器先响应哪个中断源，后响应哪个中断源。

l  若1个中断源提出中断请求，并得到响应后，又有1个中断源提出中断请求，后来的中断源能否中断前一个中断源的中断服务程序。

 

6、中断相关寄存器

　　中断向量地址寄存器（VICnADDRESS）:填写中断向量表、

         中断源未决寄存器(VICnRAWINTR)、中断使能寄存器(VICnINTENABLE)、中断选择寄存器（VICnINTSELECT）、

屏蔽寄存器(INTMSK)、中断未决寄存器(INTPND)等。

7、中断未决寄存器的清除方法：对应位写１。

 

8、中断跳转流程：

中断编程步骤

l  建立系统中断向量表，设置微处理器内核的程序状态寄存器CPSR中的F位和I位。一般情况下中断均需使用数据栈，因此还需建立用户数据栈。这一部分内容对应的程序指令，通常编写在系统引导程序中。

l  设置各中断源的中断向量。通常需要利用向量地址寄存器来计算，若中断号还对应有子中断，需求出子中断地址偏移。

l  中断控制初始化。主要是初始化微处理器内部的中断控制的寄存器。针对某个具体的中断源，设置其中断控制模式、中断是否屏蔽、中断优先级等。

l  完成I/O端口或部件具体操作功能的中断服务程序。中断服务程序中，在返回之前必须清除现场，返回中断前的状态。