原创 [转帖]44B0中断分析

 2008-10-10 16:44  1810 1 1 分类: MCU/ 嵌入式

http://hi.baidu.com/freestudio/blog/item/a40e9f52332e930b0df3e368.html

首先 ARM芯片要中断设置要是能中断向量，然后当有 IRQ 中断来之后，CPU自动的到0x18地址处取指。0x18处的指令呢是CPU 根据中断源算好的（比如：中断 EINT4567 来了，那么 0x18 处的指令就是跳转到地址 0x30 处）。然后就执行“ldr pc,=HandlerEINT4567”这条指令。这条指令的执行结果就是跳转到 “HandlerEINT4567 HANDLER HandleEINT4567”处执行。这条是宏指令，你可以看一下宏定义。执行结果就是跳转到HandleEINT4567 处执行。

       那么 HandleEINT4567 处又是什么指令呢？这就要联系 44b.h 文件的#define pISR_EINT4567 (*(unsigned *)
(_ISR_STARTADDRESS+0x74)) 定义看了。

       HandleEINT4567 处的地址就是“_ISR_STARTADDRESS+0x74”。到此还不知道这个地址对应的指令是什么。这时候就要去看Target.c文件的中断初始化了，其中pISR_EINT4567= (unsigned) OSEINT4567ISR;这条语句就解释了中断去向何处。 OSEINT4567ISR 就是在OS_CPU_A.s 里面定义的中断处理程序了。

一、关于44B0中断系统

       44B0 中断系统中有两张中断转移表，经过二重转移才跳到中断处理程序。第一张中断向量表由硬件决定，所在区域为ROM（flash），地址空间从0X00开始，其中0X00-0X1C为异常向量入口地址，0X20-0XC0为中断向量入口地址。另一张中断向量表在RAM 中，可以随便改，其位置在程序连接后才定。

二、如何从第一张中断向量表跳到第二张中断向量表

       由于 RAM 放在地址空间的高端（距离中断向量超过了 32M），故在第一张中断向量表对应位置上写上 ldr PC,# interrupt_service 如：ldr PC,=HandlerEINT4567

三、如何在启动程序中设置异常向量，中断向量表

       如何把C语言中的一个中断函数对应到汇编的中断向量表中，示意图及举例如下：

       把C语言中的一个中断函数对应到汇编的中断向量表中：pISR_EINT4567 = (int)Eint4567Isr；其实异常向量就是中断向量，ARM7的内核实际上只有8个（1个保留）异常向量，对于众多的中断源，ARM7 的内核是通过 IRQ、FRQ 的软件查询中断状态寄存器的位来获得ISR的起始地址。而44B0为了克服这种方式所带来的中断延迟，就加入了更多的中断向量表（0x20到0xc0）,要使用这种方式，必须在中断控制寄存器中设置每个中断源的方式为IRQ 方式，且使用向量中断。

       S3C44B0X 的中断控制器有30 个中断源。S3C44B0X 支持新的中断处理模式称为（vectored interrupt mode），在多个中段请求发生时，由硬件优先级逻辑确定应该有哪个中断得到服务，同时硬件逻辑使中断相量表的跳转指令加载到（0X18或0X1C）位置，在该位置执行跳转指令使程序跳到相应的中断服务线程，因此相对与传统的ARM 的软件方法能够大大减少中断进入延时。有两种类型的中断模式，FIQ （快速中断）和IRQ.所有的中断源在中断请求时应该确定使用的中断模式。在网络上广为流传的44b0开发板例程中，大部分使用的都是IRQ 中断模式（请查阅寄存器rINTCON）。

       一般来讲，使用 44b0 开发板进行调试时，无需更改44b.h,44blib.h,def.h,option.h,44binit.s,44blib.c,44blib_a.s,memcfg.s,option.s 等程序，甚至无需看懂，即可编程使用 44b0 开发板。如前所述，硬件逻辑使中断向量表的跳转指令加载到（0X18 或 0X1C）位置，在该位置执行跳转指令使程序跳到相应的中断服务线程，用户只需定义相应的中断服务程序即可。中断向量表的定义如下：

/* ISR */
#define pISR_RES
ET (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x0))
#define pISR_UNDEF (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x4))
#define pISR_SWI (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x8))
#define pISR_PABORT (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0xc))
#define pISR_DABORT (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x10))
#define pISR_RESERVED (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x14))
#define pISR_IRQ (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x18))
#define pISR_FIQ (*(unsigned *)(_ISR_STARTADDRESS+0x1c))
void __irq Mycat(void);;;

       显然，至此可以基本理解 44b0 的中断，是如何与程序中的中断服务子程序联系起来的了。中断的硬件逻辑，将检测到的中断，以某种方式指向中断服务程序的地址，该地址在头文件中以宏定义的形式出现。用户在自己的程序中，将中断服务子程序的地址付给该指针，从而将其联系起来。

       ARM7TDMI 在矢量模式下，当从 0X18 地址处取指令时候，中断控制器会在数据总线上加载分支指令，这些分支指令使程序计数器能够对应到每一个中断源的向量地址。这些跳转到每一个中断源向量地址的分支指令由中断控制器产生。

       例如：假设 EINT0 是 IRQ 中断，EINT0 的向量地址为：0X20（见向量表），那么中断控制器必须产生0X18---0X20的分支指令。

       中断控制器产生的机器码为： 0XEA000000。在各个中断源对应的中断向量地址中，存放着跳转到相应中断服务程序的程序代码。在相应向量地址处分支指令的机器代码如下计算：矢量中断模式的机器指令代码=0XEA000000+((<目标地址>-<向量地址>-0X8)>>2) ，机器代码一般由反汇编后自动产生。

       结合这些，再看看程序中的代码。在无矢量中断模式，通过分析IISPR/FISPR 寄存器，IRQ/FIQ 处理器将移动PC到相应的ISR。HandleXXX 地址包含每个响应的ISR程序的起始地址。（见 44binit.S 文件）编译器它自动有设置的（初始化的伪编译宏）， |Image$$RO$$Limit|：表示RO 区末地址后面的地址，即RW数据源的起始地址|Image$$RW$$Base|：RW 区在 RAM 里的执行区起始地址，也就是编译器选项RW_Base指定的地址 |Image$$ZI$$Base|：ZI 区在RAM 里面的起始地址 |Image$$ZI$$Limit|：ZI 区在RAM 里面的结束地址后面的一个地址程序先把 ROM 里|Image$$RO$$Limt|开始的 RW 初始数据拷贝到 RAM 里面|Image$$RW$$Base|开始的地址，当RAM这边的目标地址到达|Image$$ZI$$Base|后就表示RW区的结束和ZI区的开始，接下去就对这片ZI区进行清零操作，直到遇到结束地址|Image$$ZI$$Limit|。

1．文件描述和准备

本文将试图讲述44B0X处理器处理中断的具体过程，如果读者的中断执行不正常，请确保 FLASH 中烧录了立宇泰 ARMSys's BootLoader for Linux V1.2，同时ADS开发环境中的RO Base为0x0c0008000，RW Base为0xc5f0000。本文采用的44BINIT.s的自叙为：

本程序以系统的Timer0中断为例，中断初始化程序如下：

2．调试程序装载后

AXD装载AXF调试文件后，暂时不运行，PC指针指示在bResetHandler处，用右键菜单中的Disassembly，可以看出初始地址实际上指示在0x0c008000，即ADS中设置的RO Base，表示程序即将从0x0c008000开始运行。

3．非矢量模式下的执行过程

经过以上准备工作，单击【运行】两次后 Timer0 中断发生，通过事先设置好的断点捕捉中断，所有图中的红点即为运行前设置的断点：

⑴PC->0x0c008000 转到 PC->0x00000018 处，即转到 Flash 中执行Bootloader的代码。

⑵ PC->0x00000018 转到 PC->0x0c000018处，即又跳回到SDRAM中。

⑶ PC->0x0c000080处执行的是IsrIRQ中断识别程序。

⑷ 识别程序段执行完后，转到用户的中断服务程序Timer_ISR( )入口。

4．矢量模式下的执行过程

OPTION.s中有_IRQ_BASEADDRESS EQU 0xc000000；

在44BINIT中有如下定义：

^ (_IRQ_BASEADDRESS+0x100) ……
HandleTIMER0 # 4
……

猜测地址HandleTIMER0＝_IRQ_BASEADDRESS+0x134＝0x0c000134，下面来看看猜想对不对。改rINTCON=0x1进行矢量中断过程的观察，重新装载程序，再单击【运行】两次后，Time0中断产生：

⑴ Timer0 中断产生，跳转到中断矢量地址 0x00000060，而不是跳转到 IRQ中断入口0x00000018，这就是非矢量中断和矢量中断的本质区别。

⑵ 再跳转到0x00000334，注意还是在Flash中，因此还得归功于Bootloader 黑体所选程序是类似宏调用HandlerTIMER0 HANDLER HandleTIMER0 产生的代码，由于这是在 Flash 中，所以不可能是调试时下载进去的。（不相信可以把44BINIT.s中的宏HandlerTIMER0 HANDLER HandleTIMER0注释掉试试。）执行完0x00000348处的指令后，执行步骤⑶。

⑶ 好，Bootloader完成使命后，跳转到用户的Timer_ISR( )，入口地址为0x0c0087d4 ，在44B.h中有定义：#define pISR_TIMER0 (*(unsigned *)(_IRQ_BASEADDRESS+0x134))//0x54)，可看出pISR_TIMER0和44B0INIT.h中定义的HandleTIMER0指向地址是一样的，都指向0x0c000134。下图即pISR_TIMER0=(int)Timer_ISR;已经生效的明证。