VxWorks基于AT91RM9200處理器的中斷處理

3 VxWorks中斷模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)制

3.1 異常中斷向量表的生成及實(shí)現(xiàn)

　　在usrInit()函數(shù)中通過intVecBaseSet((FUNCPTR*)VEC_BASE_ADRS)函數(shù)對異常中斷向量表的基址進(jìn)行設(shè)置， VEC_BASE_ADRS在configall.h中定義為程序運(yùn)行空間的起始地址，但是在ARM中并沒有中斷基址寄存器，由于ARM9有重影射機(jī)制，可以將程序運(yùn)行空間的起始地址影射成0地址，這也符合ARM體系結(jié)構(gòu)通常都是把異常中斷向量表放在0地址處的慣例，異常中斷向量表可以從反匯編 bootrom_uncmp后的0地址處看到。當(dāng)有內(nèi)置的外設(shè)中斷或外部中斷產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)首先跳轉(zhuǎn)到異常中斷向量表的0x18處，此處是IRQ中斷向量的位置，該內(nèi)存中放置的是一條跳轉(zhuǎn)指令，因?yàn)閑xcVecInit()對中斷向量表初始化后，生成了一個(gè)exeEnterTbl，在這個(gè)表中列出了異常向量和對應(yīng)入口函數(shù)的結(jié)構(gòu)表，exeEnterTbl結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　
圖2 excEnterTbl的結(jié)構(gòu)

　　由于ARM9用了重影射機(jī)制，因此重影射之后，系統(tǒng)將LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS影射成0地址，中斷向量表從0地址處開始。從 excVecInit()的反匯編代碼可以看出，系統(tǒng)把指令ldr pc,[pc,#244]的反匯編代碼放在了從0x00000004開始的每個(gè)異常中斷向量地址處，也就是將excEnterTbl中每個(gè)異常處理函數(shù)的入口地址都放在了(0xF4+0x8+0x4+所對應(yīng)異常相對于未定義指令異常(0x00000004)的偏移)的內(nèi)存中，這樣就將異常向量和異常處理入口函數(shù)關(guān)聯(lián)起來了。

3.2 中斷向量表的結(jié)構(gòu)及生成

　　那么當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生中斷后，VxWorks是如何設(shè)置中斷向量表，并且將中斷向量和中斷處理入口程序關(guān)聯(lián)起來的呢?和異常向量表有點(diǎn)類似，但是中斷向量表是VxWorks操作系統(tǒng)動態(tài)分配的一段連續(xù)的內(nèi)存空間，這個(gè)空間的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　
圖3 VxWorks中斷向量表的結(jié)構(gòu)

　　因?yàn)槭莿討B(tài)分配，所以在這段內(nèi)存空間中，操作系統(tǒng)只給當(dāng)前中斷分配了中斷號、中斷處理函數(shù)的入口和被傳遞的參數(shù)。每個(gè)中斷源按照中斷號順序排列，在為每個(gè)中斷源分配的內(nèi)存空間中頭4個(gè)字節(jié)是中斷向量表的初始化函數(shù)的入口，該函數(shù)對于每個(gè)中斷源來說是通用的，然后順序放置的是中斷號、中斷處理函數(shù)入口和被傳遞的參數(shù).通過intconnect()函數(shù)可以將中斷向量和中斷處理函數(shù)關(guān)聯(lián)起來，因此在系統(tǒng)獲知了發(fā)生中斷的中斷號時(shí)，就可以找到相應(yīng)的中斷處理函數(shù)去處理該中斷。當(dāng)發(fā)生IRQ異常時(shí)，系統(tǒng)強(qiáng)制把程序指針拉到0x18處，在0x18處是這樣一條指令ldrpc,[pc,#244]，IRQ異常相對于未定義指令異常的偏移是0x14，所以相當(dāng)于把0x114地址處的內(nèi)容賦給pc，而0x114處的內(nèi)容正是IRQ異常向量處理的入口函數(shù)intEnt的地址，因此程序跳轉(zhuǎn)到intent處去執(zhí)行。

4 中斷處理跟蹤調(diào)試的部分反匯編代碼

　　通過使用ARM Developer Site仿真器，在0x18處設(shè)置斷點(diǎn)后單步執(zhí)行來分析中斷處理的過程。中斷處理函數(shù)的入口處代碼如下：


　　2070b174[0xe59fb410] ldr r11,0x2070b58c; /*=#0x207a40c8,0x207a40c8是中斷向量表的位置*/
　　2070b178[0xe59dc018] ldr r12,[r13,#0x18] /*將0x207b1ce8中的內(nèi)容給r12應(yīng)該是中斷號!!!*/
　　2070b17c[0xe59bb000] ldr r11,[r11,#0] /*0x207a40c8處的內(nèi)容是0x21ffbef8*/
　　2070b180[0xe08b318c] add r3,r11,r12,lsl #3 /*將0x21ffbef8(內(nèi)存地址)給r3，0x21ffbef8的內(nèi)容是向量0x207064b0，這是debug口中斷處理函數(shù)的入口*/
　　2070b184[0xe79ba18c] ldr r10,[r11,r12,lsl#3]
　　2070b188[0xe5930004] ldr r0,[r3,#4] /*相應(yīng)的參數(shù)傳遞給r0*/
　　2070b18c[0xe1a0e00f] mov r14,pc
　　2070b190[0xe1a0f00a] mov pc,r10 /* r10=0x207064b0，跳轉(zhuǎn)到debug口中斷處理函數(shù)處執(zhí)行*/
　　0x21ffbef8(中斷向量表基址)處的情況是：
　　21ffbef8[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.p
　　21ffbefc[0x00000000] dcd 0x00000000....
　　21ffbf00[0x207064b0] dcd 0x207064b0.dp
　　21ffbf04[0x207a9990] dcd 0x207a9990..z
　　21ffbf08[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.p
　　21ffbf0c[0x00000002] dcd 0x00000002....
　　21ffbf10[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.P
　　21ffbf14[0x00000003] dcd 0x00000003....
　　21ffbf18[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.P
　　21ffbf1c[0x00000004] dcd 0x00000004....

5 結(jié)語

　　Vxworks操作系統(tǒng)首先調(diào)用excVecInit()生成一個(gè)異常中斷向量表excEnterTbl，當(dāng)有IRQ中斷發(fā)生時(shí)，根據(jù) excEnterTbl中0x00000018處的指令ldr pc,[pc,#244]跳轉(zhuǎn)到0x00000114處，即IRQ異常中斷的入口處intEnt執(zhí)行，隨后通過讀AIC_IVR寄存器得到當(dāng)前優(yōu)先級最高的中斷，返回這個(gè)中斷號，并跳轉(zhuǎn)到intConnect()函數(shù)給該中斷號關(guān)聯(lián)的中斷處理程序入口去執(zhí)行。在這個(gè)過程中，中斷向量表的生成是 Vxworks動態(tài)分配的，在AT91RM9200中，為0到31號中斷源在中斷向量表中都分配了空間，該空間的格式固定。中斷處理結(jié)束后，通過往 AIC_EIOC寄存器中寫任意值，從中斷中返回。