s3c44b0与s3c2410的多重中断的实现

BeautymengRoom 2013-12-12

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s3c44b0与s3c2410的多重中断的实现

作者：蔡伦辉

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最近因为公司项目忙，好久没更新这里了。也因为项目，才发现原来ARM 的bootloader默认是不支持中断嵌套的，所以必须得自己实现。同时也发现，44b0有向量中断和非向量中断之分，而2410是没有向量中断的。也许这样说并不准确。因为对2410来说，它有：

b ResetHandler ;0x00000000 b HandlerUndef ;0x00000004 handler for Undefined mode b HandlerSWI ;0x00000008 handler for SWI interrupt b HandlerPabort ;0x0000000c handler for PAbort b HandlerDabort ;0x00000010 handler for DAbort b . ;0x00000014

b HandlerIRQ ;0x00000018 handler for IRQ interrupt b HandlerFIQ ;0x0000001c handler for FIQ interrupt

这几个地址存放的就是向量表。然而它又不像44b0存在以下地址的向量表：

;44b0的中断向量表 ResetEntry b ResetHandler ;for debug b HandlerUndef ;handlerUndef b HandlerSWI ;SWI interrupt handler b HandlerPabort ;handlerPAbort b HandlerDabort ;handlerDAbort b . ;handlerReserved b HandlerIRQ b HandlerFIQ VECTOR_BRANCH ldr pc,=HandlerEINT0 ;mGA 0x20 ldr pc,=HandlerEINT1 ; ldr pc,=HandlerEINT2 ; ldr pc,=HandlerEINT3 ; ldr pc,=HandlerEINT4567 ; ldr pc,=HandlerTICK ;mGA 0x34 b . b . ldr pc,=HandlerZDMA0 ;mGB 0x40 ldr pc,=HandlerZDMA1 ; ldr pc,=HandlerBDMA0 ; ldr pc,=HandlerBDMA1 ; ldr pc,=HandlerWDT ; ldr pc,=HandlerUERR01 ;mGB 0x54 b . b . ldr pc,=HandlerTIMER0 ;mGC 0x60 ldr pc,=HandlerTIMER1 ; ldr pc,=HandlerTIMER2 ; ldr pc,=HandlerTIMER3 ; ldr pc,=HandlerTIMER4 ; ldr pc,=HandlerTIMER5 ;mGC 0x74 b . b . ldr pc,=HandlerURXD0 ;mGD 0x80 ldr pc,=HandlerURXD1 ; ldr pc,=HandlerIIC ; ldr pc,=HandlerSIO ; ldr pc,=HandlerUTXD0 ; ldr pc,=HandlerUTXD1 ;mGD 0x94 b . b . ldr pc,=HandlerRTC ;mGKA 0xa0 b . b . b . b . b . ;mGKA b . b . ldr pc,=HandlerADC ;mGKB 0xc0 b . ; b . ; b . ; b . ; b . ;mGKB b . b . ldr pc,=EnterPWDN ;0xe0=EnterPWDN

这里就必须讲一下向量中断模式和非向量中断模式的概念向量中断模式是当cpu读取位于0x18处的IRQ中断指令的时候，系统自动读取对应于该中断源确定地址上的指令取代0x18处的指令，通过跳转指令系统就直接跳转到对应地址，函数中，节省了中断处理时间提高了中断处理速度标例如 ADC中断的向量地址为0xC0,则在0xC0处放如下代码：ldr PC,=HandlerADC 当ADC中断产生的时候系统会自动跳转到HandlerADC函数中。

非向量中断模式处理方式是一种传统的中断处理方法，当系统产生中断的时候，系统将interrupt pending寄存器中对应标志位置位然后跳转到位于0x18处的统一中断函数中，该函数通过读取interrupt pending寄存器中对应标志位来判断中断源，并根据优先级关系再跳到对应中断源的处理代码中。

现在说回中断嵌套。要想实现中断可嵌套并安全正确地返回，现场保护是关键。在IRQ中断发生时，先在IRQ模式保护现场，然后转到SVC模式把现场环境拷贝到SVC的堆栈，处理IRQ中断，并在这个模式下恢复现场。下面是我对2410的bootloader做了修改，实现了IRQ中断嵌套：

;***************************************************************************** ;** ** ;** IsrIRQ ** ;** ** ;真正的非向量IRQ中断入口 ;***************************************************************************** IsrIRQ ;============================================================================= ;(1)在中断模式下保护被中断的模式的环境 ;1-1 lr-4压栈，lr-4才是被中断的模式的PC返回地址 ;============================================================================= SUBS LR, LR, #4 STMFD {LR} ;============================================================================= ;1-2 再压入lr,仅作占位，该值在被中断的模式的lr的寄出器中 ;============================================================================= STMFD {LR} ;============================================================================= ;1-3 保存R0~R12的值。这样在后面的算法里可以使用R0~R12 ;============================================================================= STMFD {R0-R12} ;============================================================================= ;1-4 保存SPSR ;============================================================================= MRS R0, SPSR STMFD {R0} ;============================================================================= ;1-5 恢复IRQ模式下的堆栈指针，指向被中断前的位置 ;============================================================================= ADD R3, SP, #64 MOV SP, R3 ;============================================================================= ;（2）切换到SVC模式，利用SVC的堆栈保存现场，并在四Ｊ较麓?鞩RQ中断 ;============================================================================= MSR CPSR_cxsf, #SVCMODE|I_BIT ;============================================================================= ;（3）拷贝现场 ;============================================================================= LDMDB {R0} STMFD {R0} LDMDB {R0} STMFD {LR} LDR R1, =56 0 LDMDB {R0} STMFD {R0} SUBS R1, R1, #4 BNE %B0 ;============================================================================= ;(4) 设置中断入口 ;============================================================================= LDR R9, =INTOFFSET LDR R9, [R9] ;读入中断偏移码,确定中断源 LDR R8, =HandleEINT0;二级跳转表的首地址 ADD R8, R8, R9, LSL #2 ;R8=R8+R9X4得到相应的中断入口地址, LDR R8, [R8] ;把中断偏移地址和基地址相加 MOV LR, PC ADD LR, LR, #4 MOV PC, R8 ;============================================================================= ;(5) 中断返回后，在恢复现场前，屏蔽所有IRQ中断 ;============================================================================= MRS R0, CPSR ORR R0, R0, #0x80 MSR CPSR_c, R0 ;============================================================================= ;(6) 恢复现场 ;============================================================================= LDMFD {R0} MSR SPSR_cxsf, R0 LDMFD {R0-R12,LR,PC}^

44b0的非向量中断的实现与2410的类似，因为我使用的是44b0的向量中断，所以，我把下面的：

MACRO

$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel

$HandlerLabel sub sp,sp,#4

stmfd sp!,{r0}

ldr r0,=$HandleLabel ldr r0,[r0]

str r0,[sp,#4]

ldmfd sp!,{r0,pc}

MEND

修改为：

;============================================================================= ;(1)在中断模式下保护被中断的模式的环境 ;1-1 lr-4压栈，lr-4才是被中断的模式的PC返回地址 ;============================================================================= SUBS LR, LR, #4 STMFD {LR} ;============================================================================= ;1-2 再压入lr,仅作占位，该值在被中断的模式的lr的寄出器中 ;============================================================================= STMFD {LR} ;============================================================================= ;1-3 保存R0~R12的值。这样在后面的算法里可以使用R0~R12 ;============================================================================= STMFD {R0-R12} ;============================================================================= ;1-4 保存SPSR ;============================================================================= MRS R0, SPSR STMFD {R0} ;============================================================================= ;1-5 恢复IRQ模式下的堆栈指针，指向被中断前的位置 ;============================================================================= ADD R3, SP, #64 MOV SP, R3 ;============================================================================= ;（2）切换到SVC模式，利用SVC的堆栈保存现场，并在此模式下处理IRQ中断 ;============================================================================= MSR CPSR_cxsf, #SVCMODE|I_BIT ;============================================================================= ;（3）拷贝现场 ;============================================================================= LDMDB {R0} STMFD {R0} LDMDB {R0} STMFD {LR} LDR R1, =56 0 LDMDB {R0} STMFD {R0} SUBS R1, R1, #4 BNE %B0 ;============================================================================= ;(4) 设置中断入口 ;============================================================================= LDR R9, =$HandleLabel LDR R9, [R9] ;读入中断偏移码,确定中断源 MOV LR, PC ADD LR, LR, #4 MOV PC, R9 ;============================================================================= ;(5) 中断返回后，在恢复现场前，屏蔽所有IRQ中断 ;============================================================================= MRS R0, CPSR ORR R0, R0, #0x80 MSR CPSR_c, R0 ;============================================================================= ;(6) 恢复现场 ;============================================================================= LDMFD {R0} MSR SPSR_cxsf, R0 LDMFD {R0-R12,LR,PC}^