ARM體系的CPU具有7種工作模式
- 用戶模式（usr）：ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)
- 快速中斷模式（fiq）：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理
- 中斷模式（irq）：用于通用的中斷處理
- 管理模式（svc）：操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式
- 數(shù)據(jù)訪問中止模式（abt）：當(dāng)數(shù)據(jù)或指令預(yù)取終止時進(jìn)入該模式致讥，用于虛擬存儲以及存儲保護(hù)
- 系統(tǒng)模式（sys）：運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)
- 未定義指令中止模式：（und）：當(dāng)未定義的指令執(zhí)行時進(jìn)入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真
模式不同的時的區(qū)別
-
不同的寄存器
在不同的模式下同樣的匯編指令所操作的寄存器不同惑折，在切換模式的時候，需要提前保存“現(xiàn)場”，由于模式切換會改變寄存器慷荔，那么不保存則數(shù)據(jù)會丟失膀钠。
不同模式下的寄存器情況 - 不同的權(quán)限
CPU在不同的模式下杖刷，配合MMU可以限制部分內(nèi)存的訪問權(quán)限 - 觸發(fā)條件
上電后斤儿，位于管理模式剧包；
發(fā)生中斷，進(jìn)入irq模式等等
異常和中斷
- 中斷
當(dāng)程序在處理一件事時雇毫，有兩種方法能夠獲取其他的狀態(tài)改變的信息玄捕，第一種是不斷的去查看是否狀態(tài)發(fā)生了改變踩蔚，第二種是采用中斷的方式來通知程序狀態(tài)已經(jīng)改變了棚放。
中斷是一種異常。
發(fā)生了異常之后馅闽，會發(fā)生：
1.CPU強(qiáng)制進(jìn)入異常模式（相當(dāng)于切換了寄存器）飘蚯；
2.PC指針（PC是指寄存器PC，它里邊的值總是指向當(dāng)前程序的運(yùn)行點(diǎn)的地址福也。）等于異常入口（異常入口是一些固定的地址）局骤，也就相當(dāng)與cpu跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的地址進(jìn)行執(zhí)行，異常處理程序暴凑。
2440的中斷體系結(jié)構(gòu)
使用中斷的前提峦甩，需要有一個程序“被中斷”
- 中斷發(fā)生，保存“別人”的狀態(tài)
在能發(fā)生中斷前现喳，需要先使能中斷（之前需要有一些初始化（初始化引腳））凯傲。
- 中斷處理
分辨中斷源，進(jìn)行不同的處理嗦篱，處理完后清除中斷狀態(tài) - 恢復(fù)“別人”的狀態(tài)
那么在2440芯片中按照上面的中斷過程來看冰单，那么2440中一定會有：
- 使能/禁止中斷
- 分辨中斷源（狀態(tài)寄存器）
- 何種狀態(tài)發(fā)生中斷：高電平觸發(fā)/低電平觸發(fā)/上升沿觸發(fā)/下降沿觸發(fā)等
- 引腳設(shè)置為中斷引腳（GPIO為EINT，串口等則會不同灸促，具體和硬件相關(guān)）
- 中斷的優(yōu)先級寄存器诫欠，來處理多個中斷同時發(fā)生的處理情況
2440的中斷程序圖
@******************************************************************************
@ File：head.S
@ 功能：初始化涵卵，設(shè)置中斷模式、管理模式的棧荒叼，設(shè)置好中斷處理函數(shù)
@******************************************************************************
.extern main
.text
.global _start
_start:
@******************************************************************************
@ 異常向量轿偎，本程序中，除Reset和HandleIRQ外被廓，其它異常都沒有使用
@******************************************************************************
b Reset
@ 0x04: 未定義指令中止模式的向量地址
HandleUndef:
b HandleUndef
@ 0x08: 管理模式的向量地址贴硫，通過SWI指令進(jìn)入此模式
HandleSWI:
b HandleSWI
@ 0x0c: 指令預(yù)取終止導(dǎo)致的異常的向量地址
HandlePrefetchAbort:
b HandlePrefetchAbort
@ 0x10: 數(shù)據(jù)訪問終止導(dǎo)致的異常的向量地址
HandleDataAbort:
b HandleDataAbort
@ 0x14: 保留
HandleNotUsed:
b HandleNotUsed
@ 0x18: 中斷模式的向量地址
b HandleIRQ
@ 0x1c: 快中斷模式的向量地址
HandleFIQ:
b HandleFIQ
Reset:
ldr sp, =4096 @ 設(shè)置棧指針，以下都是C函數(shù)伊者，調(diào)用前需要設(shè)好棧
bl disable_watch_dog @ 關(guān)閉WATCHDOG英遭，否則CPU會不斷重啟
msr cpsr_c, #0xd2 @ 進(jìn)入中斷模式
ldr sp, =3072 @ 設(shè)置中斷模式棧指針
msr cpsr_c, #0xd3 @ 進(jìn)入管理模式
ldr sp, =4096 @ 設(shè)置管理模式棧指針，
@ 其實(shí)復(fù)位之后亦渗，CPU就處于管理模式挖诸，
@ 前面的“l(fā)dr sp, =4096”完成同樣的功能，此句可省略
bl init_led @ 初始化LED的GPIO管腳
bl init_irq @ 調(diào)用中斷初始化函數(shù)法精，在init.c中
msr cpsr_c, #0x53 @ 設(shè)置I-bit=0多律，開IRQ中斷
ldr lr, =halt_loop @ 設(shè)置返回地址
ldr pc, =main @ 調(diào)用main函數(shù)
halt_loop:
b halt_loop
HandleIRQ:
sub lr, lr, #4 @ 計算返回地址
stmdb sp!, { r0-r12,lr } @ 保存使用到的寄存器
@ 注意，此時的sp是中斷模式的sp
@ 初始值是上面設(shè)置的3072
ldr lr, =int_return @ 設(shè)置調(diào)用ISR即EINT_Handle函數(shù)后的返回地址
ldr pc, =EINT_Handle @ 調(diào)用中斷服務(wù)函數(shù)搂蜓，在interrupt.c中
int_return:
ldmia sp!, { r0-r12,pc }^ @ 中斷返回, ^表示將spsr的值復(fù)制到cpsr
init.c
/*
* init.c: 進(jìn)行一些初始化
*/
#include "s3c24xx.h"
/*
* LED1,LED2,LED4對應(yīng)GPF4狼荞、GPF5、GPF6
*/
#define GPF4_out (1<<(4*2))
#define GPF5_out (1<<(5*2))
#define GPF6_out (1<<(6*2))
#define GPF4_msk (3<<(4*2))
#define GPF5_msk (3<<(5*2))
#define GPF6_msk (3<<(6*2))
/*
* S2,S3,S4對應(yīng)GPF0帮碰、GPF2相味、GPG3
*/
#define GPF0_eint (0x2<<(0*2))
#define GPF2_eint (0x2<<(2*2))
#define GPG3_eint (0x2<<(3*2))
#define GPF0_msk (3<<(0*2))
#define GPF2_msk (3<<(2*2))
#define GPG3_msk (3<<(3*2))
/*
* 關(guān)閉WATCHDOG，否則CPU會不斷重啟
*/
void disable_watch_dog(void)
{
WTCON = 0; // 關(guān)閉WATCHDOG很簡單殉挽，往這個寄存器寫0即可
}
void init_led(void)
{
// LED1,LED2,LED4對應(yīng)的3根引腳設(shè)為輸出
GPFCON &= ~(GPF4_msk | GPF5_msk | GPF6_msk);
GPFCON |= GPF4_out | GPF5_out | GPF6_out;
}
/*
* 初始化GPIO引腳為外部中斷
* GPIO引腳用作外部中斷時丰涉，默認(rèn)為低電平觸發(fā)、IRQ方式(不用設(shè)置INTMOD)
*/
void init_irq( )
{
// S2,S3對應(yīng)的2根引腳設(shè)為中斷引腳 EINT0,ENT2
GPFCON &= ~(GPF0_msk | GPF2_msk);
GPFCON |= GPF0_eint | GPF2_eint;
// S4對應(yīng)的引腳設(shè)為中斷引腳EINT11
GPGCON &= ~GPG3_msk;
GPGCON |= GPG3_eint;
// 對于EINT11斯碌，需要在EINTMASK寄存器中使能它
EINTMASK &= ~(1<<11);
/*
* 設(shè)定優(yōu)先級：
* ARB_SEL0 = 00b, ARB_MODE0 = 0: REQ1 > REQ3一死，即EINT0 > EINT2
* 仲裁器1、6無需設(shè)置
* 最終：
* EINT0 > EINT2 > EINT11即K2 > K3 > K4
*/
PRIORITY = (PRIORITY & ((~0x01) | (0x3<<7))) | (0x0 << 7) ;
// EINT0傻唾、EINT2投慈、EINT8_23使能
INTMSK &= (~(1<<0)) & (~(1<<2)) & (~(1<<5));
}
iterrupt.c
#include "s3c24xx.h"
void EINT_Handle()
{
unsigned long oft = INTOFFSET;
unsigned long val;
switch( oft )
{
// S2被按下
case 0:
{
GPFDAT |= (0x7<<4); // 所有LED熄滅
GPFDAT &= ~(1<<4); // LED1點(diǎn)亮
break;
}
// S3被按下
case 2:
{
GPFDAT |= (0x7<<4); // 所有LED熄滅
GPFDAT &= ~(1<<5); // LED2點(diǎn)亮
break;
}
// K4被按下
case 5:
{
GPFDAT |= (0x7<<4); // 所有LED熄滅
GPFDAT &= ~(1<<6); // LED4點(diǎn)亮
break;
}
default:
break;
}
//清中斷
if( oft == 5 )
EINTPEND = (1<<11); // EINT8_23合用IRQ5
SRCPND = 1<<oft;
INTPND = 1<<oft;
}
s3c24xx.h
/* WOTCH DOG register */
#define WTCON (*(volatile unsigned long *)0x53000000)
/* SDRAM regisers */
#define MEM_CTL_BASE 0x48000000
#define SDRAM_BASE 0x30000000
/* NAND Flash registers */
#define NFCONF (*(volatile unsigned int *)0x4e000000)
#define NFCMD (*(volatile unsigned char *)0x4e000004)
#define NFADDR (*(volatile unsigned char *)0x4e000008)
#define NFDATA (*(volatile unsigned char *)0x4e00000c)
#define NFSTAT (*(volatile unsigned char *)0x4e000010)
/*GPIO registers*/
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)
#define GPFUP (*(volatile unsigned long *)0x56000058)
#define GPGCON (*(volatile unsigned long *)0x56000060)
#define GPGDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000064)
#define GPGUP (*(volatile unsigned long *)0x56000068)
#define GPHCON (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
#define GPHDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000074)
#define GPHUP (*(volatile unsigned long *)0x56000078)
/*UART registers*/
#define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
#define UFCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
#define UMCON0 (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
/*interrupt registes*/
#define SRCPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000000)
#define INTMOD (*(volatile unsigned long *)0x4A000004)
#define INTMSK (*(volatile unsigned long *)0x4A000008)
#define PRIORITY (*(volatile unsigned long *)0x4A00000c)
#define INTPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000010)
#define INTOFFSET (*(volatile unsigned long *)0x4A000014)
#define SUBSRCPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000018)
#define INTSUBMSK (*(volatile unsigned long *)0x4A00001c)
/*external interrupt registers*/
#define EINTMASK (*(volatile unsigned long *)0x560000a4)
#define EINTPEND (*(volatile unsigned long *)0x560000a8)
main.c
int main()
{
while(1);
return 0;
}
Makefile
objs := head.o init.o interrupt.o main.o
int.bin: $(objs)
arm-linux-ld -Ttext 0x00000000 -o int_elf $^
arm-linux-objcopy -O binary -S int_elf $@
arm-linux-objdump -D -m arm int_elf > int.dis
%.o:%.c
arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<
%.o:%.S
arm-linux-gcc -Wall -O2 -c -o $@ $<
clean:
rm -f int.bin int_elf int.dis *.o
發(fā)生中斷
- CPU進(jìn)入IRQ模式，切斷寄存器（特別是SP寄存器冠骄，入棧出棧會進(jìn)入自己的棧）
- PC = IRQ的入口地址
- 軟件部分
- 計算返回到"被中斷"處的地址
- 保存現(xiàn)場（寄存器）
- 調(diào)用中斷的處理函數(shù)
- 分辨中斷源（對于2440伪煤，可以讀取INTOFFSET寄存器0x4A000014）
- 處理
- 清除狀態(tài)
- 恢復(fù)被中斷的程序
