ARM微處理器的編程模型之：異常中斷處理
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有些情況下，系統(tǒng)0x0地址不一定是ROM。如果0x0地址為RAM，那么就系統(tǒng)將中斷向量表從ROM復(fù)制RAM，下面的例子顯示了這樣一個過程。
MOV R8, #0
ADR R9, Vector_Init_Block
LDMIA R9!,{r0-r7} ;復(fù)制中斷向量表 (8 words)
STMIA R8!,{r0-r7}
LDMIA R9!,{r0-r7} ;復(fù)制由偽操作 DCD定義的地址
STMIA R8!,{r0-r7}
| 注意 | 可以使用Scatter文件定義加載向量表的地址，這樣上述代碼的拷貝工作由C庫函數(shù)完成。 |
2．使用C語言安裝異常處理程序
程序中有時需要在main()函數(shù)中使用C語言安裝中斷向量表。這就要求指令經(jīng)編譯后的解碼能安裝在內(nèi)存的正確位置。
（1）向量表中使用跳轉(zhuǎn)指令的情況
如果在向量表中使用跳轉(zhuǎn)指令，使用下面的步驟完成向量表的安裝。
① 讀取異常處理程序的地址。
② 從異常處理程序地址中減去向量表中的偏移。
③ 為適應(yīng)指令流水線，將上一步得到的地址減8。
④ 將得到的結(jié)果右移2位，得到以字為單位的地址偏移量。
⑤ 將結(jié)果的高8位清零，得到跳轉(zhuǎn)指令的24位偏移量。
⑥ 將上一步得到的結(jié)果和0xea000000（無條件跳轉(zhuǎn)指令編碼）做邏輯與操作，從而得到要寫到向量表中的跳轉(zhuǎn)指令的正確編碼。
下面的例子顯示了這樣一個標準過程。
unsigned Install_Handler (unsigned routine, unsigned *vector)
{ unsigned vec, oldvec;
vec = ((routine - (unsigned)vector - 0x8)>>2);
if ((vec 0xFF000000))
{
/* diagnose the fault */
prinf (Installation of Handler failed);
exit (1);
}
vec = 0xEA000000 | vec;
oldvec = *vector;
*vector = vec;
return (oldvec);
}
（2）在向量表中使用加載PC指令
在向量表中使用加載PC指令，按照下面的步驟完成。
① 讀取異常處理程序地址。
② 從異常處理程序地址中減去向量表中的偏移。
③ 為適應(yīng)指令流水線，將上一步得到的地址減8。
④ 保留結(jié)果的后12位。
⑤ 將結(jié)果與0xe59ff000（LDR PC, [PC,#offset]）做邏輯或操作，從而得到要寫到向量表中的跳轉(zhuǎn)指令的正確編碼。
⑥ 將異常處理程序的地址放到相應(yīng)的存儲單元。
下面的例子顯示了一個標準的C語言過程。
unsigned Install_Handler (unsigned location, unsigned *vector)
{ unsigned vec, oldvec;
vec = ((unsigned)location - (unsigned)vector - 0x8) | 0xe59ff000;
oldvec = *vector;
*vector = vec;
return (oldvec);
}
3.4.7 FIQ和IRQ中斷處理函數(shù)的設(shè)計
1．中斷分支
ARM內(nèi)核只有兩個外部中斷輸入信號nFIQ和nIRQ。但對于一個系統(tǒng)來說，中斷源可能多達幾十個。為此，在系統(tǒng)集成的時候，一般都會有一個異?？刂破鱽硖幚懋惓Ｐ盘?，如圖3.8所示。
圖3.8 中斷系統(tǒng)
這時候用戶程序可能存在多個IRQ/FIQ的中斷處理函數(shù)。為了使從向量表開始的跳轉(zhuǎn)始終能找到正確的處理函數(shù)入口，需要設(shè)置一套處理機制和方法。
多數(shù)情況下是由軟件來處理異常分支的，因為軟件可以通過讀取中斷控制器來獲得中斷源的信息，如圖3.9所示。
有些芯片可能支持特殊的硬件分支功能，這需要查看具體的芯片說明。
因為軟件的靈活性，可以設(shè)計出比圖3.9更好的流程控制方法，如圖3.10所示。
Int_vector_table是用戶自己開辟的一塊存儲器空間，里面按次序存放異常處理函數(shù)的地址。IRQ_Handler()從中斷控制器獲取中斷源信息，然后再從Int_vector_table中的對應(yīng)地址單元得到異常處理函數(shù)的入口地址，完成一次異常響應(yīng)的跳轉(zhuǎn)。這種方法的好處是用戶程序在運行過程中，能夠很方便地動態(tài)改變異常服務(wù)內(nèi)容。
圖3.9 軟件控制中斷分支
圖3.10 靈活的軟件分支設(shè)計
進入異常處理程序后，用戶可以完全按照自己的意愿來進行程序設(shè)計，包括調(diào)用Thumb狀態(tài)的函數(shù)等。但對于絕大多數(shù)的系統(tǒng)來說，有兩個步驟必須處理，一是現(xiàn)場保護，二是要把中斷控制器中對應(yīng)的中斷狀態(tài)標識清除，表明該中斷請求已經(jīng)得到響應(yīng)，否則，中斷函數(shù)退出以后，又會被再一次觸發(fā)，從而進入周而復(fù)始的死循環(huán)。
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