分析2440test中的中斷處理部分

就對這個東西抽絲剝繭，看清楚這究竟是一個怎么樣的過程。

中斷向量
bHandlerIRQ;handlerforIRQinterrupt
很自然，因為所有的單片機(jī)都是那樣，中斷向量一般放在開頭，用過單片機(jī)的人都會很熟悉
那就不多說了。

異常服務(wù)程序
這里不用中斷（interrupt）而用異常（exception），畢竟中斷只是異常的一種情況，呵呵
下面主要分析的是“中斷異常”說白了，就是我們平時單片機(jī)里面用的中斷?。?！所有有器件
引起的中斷，例如TIMER中斷，UART中斷，外部中斷等等，都有一個統(tǒng)一的入口，那就是中斷
異常IRQ!然后從IRQ的服務(wù)函數(shù)里面分辨出，當(dāng)前究竟是什么中斷，再跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷
服務(wù)程序。這樣看來，ARM比單片機(jī)要復(fù)雜一些了，不過原理是不變的。

上面說的就是思路，跟著這個思路來接著分析。

HandlerIRQ很明顯是一個標(biāo)號，我們找到了
HandlerIRQHANDLERHandleIRQ

這里是一個宏定義，我們再找到這個宏，看他是怎么定義的：

MACRO
$HandlerLabelHANDLER$HandleLabel

$HandlerLabel
subsp,sp,#4;decrementsp(tostorejumpaddress)
stmfdsp!,{r0};PUSHtheworkregistertostack(lrdoesnotpushbecauseitreturntooriginal

address)
ldrr0,=$HandleLabel;loadtheaddressofHandleXXXtor0
ldrr0,[r0];loadthecontents(serviceroutinestartaddress)ofHandleXXX
strr0,[sp,#4];storethecontents(ISR)ofHandleXXXtostack
ldmfdsp!,{r0,pc};POPtheworkregisterandpc(jumptoISR)
MEND

用HandlerIRQ將這個宏展開之后得到的結(jié)果實(shí)際是這樣的

HandlerIRQ
subsp,sp,#4;decrementsp(tostorejumpaddress)
stmfdsp!,{r0};PUSHtheworkregistertostack(lrdoesnotpushbecauseitreturntooriginal

address)
ldrr0,=HandleIRQ;loadtheaddressofHandleXXXtor0
ldrr0,[r0];loadthecontents(serviceroutinestartaddress)ofHandleXXX
strr0,[sp,#4];storethecontents(ISR)ofHandleXXXtostack
ldmfdsp!,{r0,pc};POPtheworkregisterandpc(jumptoISR)
至于具體的跳轉(zhuǎn)原理下面再說
好了，這樣的話就容易看的多了，很明顯，HandlerIRQ還是一個標(biāo)號，IRQ異常向量就是跳
轉(zhuǎn)到這里執(zhí)行的，這里粗略看一下，應(yīng)該是保存現(xiàn)場，然后跳轉(zhuǎn)到真正的處理函數(shù)，那么很容易
發(fā)現(xiàn)了這么一句ldrr0,=HandleIRQ，沒錯，我們又找到了一個標(biāo)號HandleIRQ，看來
真正的處理函數(shù)應(yīng)該是這個HandleIRQ，繼續(xù)尋找

AREARamData,DATA,READWRITE

^_ISR_STARTADDRESS;_ISR_STARTADDRESS=0x33FF_FF00
HandleReset#4
HandleUndef#4
HandleSWI#4
HandlePabort#4
HandleDabort#4
HandleReserved#4
HandleIRQ#4

最后我們發(fā)現(xiàn)在這里找到了HandleIRQ，^其實(shí)就是MAP，這段程序的意思是，從_ISR_STARTADDRESS
開始，預(yù)留一個變量，每個變量一個標(biāo)號，預(yù)留的空間為4個字節(jié)，也就是32BIT，其實(shí)這里放的是真正
的C寫的處理函數(shù)的地址，說白了，就是函數(shù)指針--
這樣做的話就很靈活了

接著，我們需要安裝IRQ處理句柄，說白了，就是設(shè)置處理函數(shù)的地址，讓PC指針可以正確的跳轉(zhuǎn)。
于是我們在接著的找到安裝句柄的語句

;SetupIRQhandler
ldrr0,=HandleIRQ;Thisroutineisneeded
ldrr1,=IsrIRQ;ifthereisnotsubspc,lr,#4at0x18,0x1c
strr1,[r0]

說白了就是將IsrIRQ的地址填到HandleIRQ對應(yīng)的地址里面，前面說了HandleIRQ放的是中斷處理的
函數(shù)的入口地址，我們繼續(xù)找IsrIRQ

IsrIRQ
subsp,sp,#4;reservedforPC
stmfdsp!,{r8-r9}
ldrr9,=INTOFFSET
ldrr9,[r9]
ldrr8,=HandleEINT0
addr8,r8,r9,lsl#2
ldrr8,[r8]
strr8,[sp,#8]
ldmfdsp!,{r8-r9,pc}

要理解這個代碼，得先學(xué)學(xué)2440的中斷系統(tǒng)了，INTOFFSET存放的是當(dāng)前中斷的偏移號，根據(jù)偏移就知道
當(dāng)前是哪個中斷源發(fā)生的中斷。
注意了，我們說的是中斷，而不是異常，看看原來的表是啥樣子的

^_ISR_STARTADDRESS;_ISR_STARTADDRESS=0x33FF_FF00
HandleReset#4
HandleUndef#4
HandleSWI#4
HandlePabort#4
HandleDabort#4
HandleReserved#4
HandleIRQ#4
HandleFIQ#4

HandleEINT0#4
HandleEINT1#4
HandleEINT2#4
HandleEINT3#4
.......

可以看到，前面幾個是異常，從HandleEINT0就是IRQ異常的向量存放的地方了，這樣就可以理解為
什么上面IsrIRQ里面里面要執(zhí)行那條指令
ldrr8,=HandleEINT0
addr8,r8,r9,lsl#2
道理很簡單，HandleEINT0就是所有IRQ中斷向量表的入口，在這個地址上面，加上一個適當(dāng)?shù)钠屏浚?br />INTOFFSET，那么我們知道現(xiàn)在，到底是哪個IRQ在申請中斷了。

至于具體怎么跳轉(zhuǎn)的？
首先，我們說了，HandleEINT0開始的一段內(nèi)存里面，存放的就是中斷服務(wù)函數(shù)的函數(shù)指針，ARM的體系
的話，每個指針變量就是占4個字節(jié)，這里就解釋了，為什么這里為每個標(biāo)號分配了4個字節(jié)的空間，里面
放的就是函數(shù)指針！?。∠旅嬖倏纯丛趺刺D(zhuǎn)，繼續(xù)看IsrIRQ里面就實(shí)現(xiàn)了跳轉(zhuǎn)了
strr8,[sp,#8]
ldmfdsp!,{r8-r9,pc}
其實(shí)最核心就是這兩句了，先查找到當(dāng)前中斷服務(wù)程序的地址，將他放到R8里面，然后出棧，彈出給PC
那么PC很自然就跳到中斷服務(wù)程序了。至于這里的堆棧問題又是一個非常棘手的，需要好好的參透ARM的
中斷架構(gòu)，需要了解的可以自己仔細(xì)的閱讀《ARM體系結(jié)構(gòu)與編程》里面說的很詳細(xì)。我們這里的重點(diǎn)
是研究怎么跳轉(zhuǎn)。
最后，我們看看在C代碼中是怎么安裝終端向量的，例如看按鍵的外部中斷，是怎么具體設(shè)置的，參看
/src/keyscan.c里面的代碼
很簡單，里面只有3個函數(shù)

KeyScan_Test是按鍵測試的主函數(shù)
Key_ISR是按鍵中斷服務(wù)函數(shù)

在KeyScan_Test里面，我們發(fā)現(xiàn)了有這么一句

pISR_EINT0=pISR_EINT2=pISR_EINT8_23=(U32)Key_ISR;

可以理解否？Key_ISR就是上面提到的按鍵中斷服務(wù)函數(shù)，函數(shù)的名字，代表的就是函數(shù)的地址?。。。?br />將中斷服務(wù)函數(shù)的地址，注意了，是地址，這是一個U32型的變量。送到幾個變量，我們以pISR_EINT0
作為例子，查看頭文件定義，在2440addr.h里面找到

//Interruptvector
#definepISR_EINT0(*(unsigned*)(_ISR_STARTADDRESS+0x20))

_ISR_STARTADDRESS有沒有似曾相識的感覺？沒錯，剛才分析的匯編代碼里面就提到了
^_ISR_STARTADDRESS;_ISR_STARTADDRESS=0x33FF_FF00
HandleReset#4
HandleUndef#4
......

對，地址就是這里，然后_ISR_STARTADDRESS+0x20就是跳過前面的異常向量，進(jìn)入IRQ中斷向量的入口
所以說到尾
pISR_EINT0=(U32)Key_ISR;
完成的操作就是，將Key_ISR的地址存放到
HandleEINT0#4
這個IRQ向量表里面?。。。?br />

當(dāng)按鍵中斷發(fā)生的時候，發(fā)生IRQ異常中斷
當(dāng)前PC值-4保存到LR_IRQ里面，然后執(zhí)行
bHandlerIRQ
然后是執(zhí)行

HandlerIRQ
subsp,sp,#4;預(yù)留一個用來存放PC地址
stmfdsp!,{r0};保存R0，因為下面使用了
ldrr0,=HandleIRQ;將HandleIRQ（服務(wù)程序）的地址裝載到R0
ldrr0,[r0]
strr0,[sp,#4];保存到剛才預(yù)留的地方
ldmfdsp!,{r0,pc};彈出堆棧，恢復(fù)R0，并且將剛才計算好的HandleIRQ地址彈出到PC

堆棧是向下生長的，所以SUBSP,SP,#4就相當(dāng)于PUSHXX，但是這個XX這個時候并沒有用，因為這里
用的是強(qiáng)制移動SP指針實(shí)現(xiàn)的。然后得到服務(wù)程序的地址，再將這個值放回剛才預(yù)留的棧的空位上面，最后
就是POP出R0恢復(fù)，并且將剛才得到的服務(wù)程序的地址送到PC，那么實(shí)現(xiàn)的效果就是跳轉(zhuǎn)到HandleIRQ里面了。

接著看剛才是怎么安裝的HandleIRQ的
;SetupIRQhandler
ldrr0,=HandleIRQ;Thisroutineisneeded
ldrr1,=IsrIRQ;ifthereisnotsubspc,lr,#4at0x18,0x1c
strr1,[r0]
可以看出，這里將IsrIRQ的地址的值保存到HandleIRQ中，也就是說，上面的IRQ服務(wù)程序，這個時候?qū)嶋H
上就是指IsrIRQ！

所以接著的事情就是轉(zhuǎn)移到IsrIRQ中執(zhí)行：

IsrIRQ
subsp,sp,#4;預(yù)留一個值來保存PC
stmfdsp!,{r8-r9}
ldrr9,=INTOFFSET;計算偏移量，下面解釋
ldrr9,[r9]
ldrr8,=HandleEINT0
addr8,r8,r9,lsl#2
ldrr8,[r8]
strr8,[sp,#8];因為保存了2個寄存器R8R9，所以SP下移了8位
ldmfdsp!,{r8-r9,pc};恢復(fù)寄存器，彈出到PC，同上面的一樣
怎么保存，操作SP，跟最后彈出到PC的部分和上面的例子一樣，下面說說中間的計算部分
計算偏移量，其實(shí)原理很簡單，首先INTOFFSET保存著當(dāng)前是哪個IRQ中斷，例如0代表著HandleEINT0，1代表
HandleEINT1.....等等，這不是亂來，有一個表的，這個是由S3C2440的datasheet說的，自己可以去查看。
然后得到中斷處理函數(shù)的向量表，這個表的首地址就是HandleEINT0，那么很自然的想到，怎么查表？那還不簡
單？HandleEINT0+INTOFFSET不就完了？基地址加偏移量就得到表中某項了，當(dāng)然，因為這里是中斷處理向量
每一項占用4個字節(jié)，所以用lsl#2處理一下，左移2位相當(dāng)于乘以4，偏移量乘以4，這應(yīng)該很好理解的。

我們這個例子找到的就是HandleEINT0，將里面的值讀出來，里面放的是HandleEINT0服務(wù)函數(shù)的地址，這個
地址怎么來的？是在C程序里面設(shè)置的。我們看keyscan.c程序，找到一個voidKeyScan_Test(void)函數(shù)，
里面有這么一句：
pISR_EINT0=pISR_EINT2=pISR_EINT8_23=(U32)Key_ISR;
這里是安裝了3個按鍵中斷服務(wù)程序，我們只關(guān)注0號中斷，也就是
pISR_EINT0=(U32)Key_ISR;
這句話什么意思？先看看pISR_EINT0的定義，在2440addr.h中定義
#definepISR_EINT0(*(unsigned*)(_ISR_STARTADDRESS+0x20))

看到?jīng)]有？_ISR_STARTADDRESS不就是剛才說的那個異常向量的入口地址？加上一個0x20
之后實(shí)際上指向的，就是HandleEINT0！??！這么說來，上面的意思就是，將Key_ISR處理函數(shù)的入口地址，送
到HandleEINT0中。
再來看Key_ISR，這是一個典型的服務(wù)程序，加了_irq作為編譯關(guān)鍵字，告訴編譯器，這個函數(shù)是中斷服務(wù)程序
得保存需要的寄存器，免得被破壞。具體可以參考《ARM體系結(jié)構(gòu)與編程》P283頁的描述。

staticvoid__irqKey_ISR(void)
{
.......
}

加上_irq關(guān)鍵字之后，編譯器就會處理好所有的保存動作了，并不需要多關(guān)心。但是這個是ARM-CC編譯器的關(guān)
鍵字，GCC中并沒有這個東西，所以GCC處理中斷的時候最好還是自己保存一下。

到這里為止，整個中斷的過程就解釋完畢。分析的過程中確實(shí)學(xué)習(xí)了很多。