简述ARM对异常中断的处理过程

1.

请求中断

当某一中断源需要CPU为其进行中断服务时，就输出中断请求信号，使中断控制系统的中断请求触发器置位，向CPU请求中断。系统要求中断请求信号一直保持到CPU对其进行中断响应为止。

2.

中断响应

CPU对系统内部中断源提出的中断请求必须响应，而且自动取得中断服务子程序的入口地址，执行中断 服务子程序。对于外部中断，CPU在执行当前指令的最后一个时钟周期去查询INTR引脚，若查询到中断请求信号有效，同时在系统开中断（即IF=1）的情 况下，CPU向发出中断请求的外设回送一个低电平有效的中断应答信号，作为对中断请求INTR的应答，系统自动进入中断响应周期。

3．

关闭中断

CPU响应中断后，输出中断响应信号，自动将状态标志寄存器FR或EFR的内容压入堆栈保护起来，然后将FR或EFR中的中断标志位IF与陷阱标志位TF清零，从而自动关闭外部硬件中断。因为CPU刚进入中断时要保护现场，主要涉及堆栈 *** 作，此时不能再响应中断，否则将造成系统混乱。

4．

保护断点

保护断点就是将CS和IP/EIP的当前内容压入堆栈保存，以便中断处理完毕后能返回被中断的原程序继续执行，这一过程也是由CPU自动完成。

5．

中断源识别

当系统中有多个中断源时，一旦有中断请求，CPU必须确定是哪一个中断源提出的中断请求，并由中断控制器给出中断服务子程序的入口地址，装入CS与IP/EIP两个寄存器。CPU转入相应的中断服务子程序开始执行。

6．

保护现场

主程序和中断服务子程序都要使用CPU内部寄存器等资源，为使中断处理程序不破坏主程序中寄存器的内容，应先将断点处各寄存器的内容压入堆栈保护起来，再进入的中断处理。现场保护是由用户使用PUSH指令来实现的。

7．

中断服务

中断服务是执行中断的主体部分，不同的中断请求，有各自不同的中断服务内容，需要根据中断源所要完成的功能，事先编写相应的中断服务子程序存入内存，等待中断请求响应后调用执行。

8.

恢复现场

当中断处理完毕后，用户通过POP指令将保存在堆栈中的各个寄存器的内容d出，即恢复主程序断点处寄存器的原值。

9.

中断返回

在中断服务子程序的最后要安排一条中断返回指令IRET，执行该指令，系统自动将堆栈内保存的 IP/EIP和CS值d出，从而恢复主程序断点处的地址值，同时还自动恢复标志寄存器FR或EFR的内容，使CPU转到被中断的程序中继续执行。

ARM7TDMI内核CPU在响应中断后会切换到异常模式下：FIQ中断是进入快中断模式，IRQ中断时进入中断模式（ARM7TDMI内核有7种模式：用户模式，系统模式，快中断模式，中断模式，管理模式，中止模式和未定义模式，其中后5种被称为异常模式。

中断处理过程,ARM7进入及退出快中断模式和中断模式的过程（中断响应过程）如下：

① 将下一条指令的地址复制到LR(R14)中（在ARM状态下）。

② 将CPSR复制到适当的SPSR（各种模式处CPSR是共用一个的，而SPSR在不同异常模式下是不同的）。

③ 根据异常将CPSR模式强制设为快中断模式或中断模式。

④ 强制PC从相关的异常向量处取指。（到此完成进入中断服务程序的动作）

⑤ 执行异常服务程序。

⑥ 将LR中的值减去偏移量后移入PC。ARM状态快中断模式和中断模式下这个偏移量为4，因为LR保存的是由于FIQ或IRQ占先面没有被执行的指令的地址。

⑦ 将SPSR的值复制回CPSR中。

⑧ 清零在入口置位的中断禁止标志。

一旦产生IRQ中断，微控制器会切换到IRQ模式，并且跳转到向量表0x0000018地址处执行程序。而一旦产生FIQ中断，微控制器会切换到FIQ模式，并且跳转到向量表0x000001C地址处执行程序。所示，在0x00000080处和0x0000001C处必须各有一条跳转指令，分别跳转的IRQ和FIQ中断处理的代码处。在0x00000000处的一般向量表称为异常向量表。

ARM7的中断向量表的前8个中断向量中，最后两个是IRQ和FIQ。可以从这两个中断向量跳转到相应的中断服务函数中去。在ARM7中，IRQ中断用的比较多。当产生一个IRQ中断之后，首先要保存当前工作状态的环境，然后将中断服务函数地址赋给PC，跳转到中断服务函数。执行完中断服务函数之后，再恢复中断前的工作状态环境，返回正常的工作模式。

ARM中的异常中断是如何实现进入中断程序的，比如如何进入...

swi(0x00) void SwiHandle1(int Handle)其实没有函数体，执行这个语句后就自动把Handle的值赋给了R0,接着执行下面的代码。__swi(0x00)是软件中断，0为软中断指令中的24位立即数，但是通过R0寄存器来传递参数具体的函数体，当然是要在swi的中断处理程序中去找了可以在复位时的异常向量表里面找到swi中断服务程序的入口地址。

SWI 执行的流程是，先进入异常中断向量表，然后跳到向量地址处，接着一小段汇编 *** 作，把功能号读入到一个寄存器中，然后 switch 判断这个功能号是多少，接着跳转到对应的终端服务程序，如果函数有参数，则根据ATPCS规则进行参数的传递；如只有一个参数，则用 R0 来传递，超过4个参数，超出的部分用堆栈来传递。

__swi是ADS编译器的关键字，用它做前缀可以声明一个软中断调用，格式为：

__swi(功能号) 返回值 名称 (参数列表)

功能号：即软中断指令中的24位立即数，软中断号

名 称：即调用软中断时用于描述软中断的函数名称

参 数：软中断函数的参数，根据ATPCS规则，如果软中断函数有不超过4个参数时，通过R0~R3传递，超过4个参数时用堆栈来传递。

__swi(0x00) void SwiHandle1(int Handle)。其中0x00为软中断功能号（软中断号）；软中断函数名称为SwiHandle1；只有一个参数，则使用R0来传递；函数没有返回值。紧接着这句代码的是定义了4个宏，分别表示禁能IRQ函数、使能IRQ函数、禁能FIQ函数、使能IFQ函数，其实调用的软中断函数是一样的，只是参数不同而已。例如在用户程序中调用“IRQEnable( )”时，处理器会产生软中断。位于启动代码中的那些是软中断处理函数，当发生软中断时，PC被强制指向0x00000008，这个地址中存放的是软中断异常的处理函数的地址，所以程序会跳转至标号“SoftwareInterrupt ”处执行。SoftwareInterrupt 函数的功能是判断R0的值（R0的值为软中断函数传递过来的参数）是否小于4，如果小于4则跳转至标号“SwiFunction”执行，如果不是则函数返回。SwiFunction函数是一个散转函数，它的功能是根据R0的值跳转至对应的函数处执行，即如果参数为1，则函数会跳转至IRQEnable处执行，将IRQ中断使能。

本文件SWI.s位于ARM Executable Image for LPC2294工程模板中，故不考虑SWI触发前为Thumb态；SWI异常一旦触发，内核硬件完成：

♂ 进入Supervisor模式；

♂ 拷贝CPSR至SPSR_svc

♂ 拷贝异常返回地址至LR_svc

♂ 将0x00000008装入PC

因此，当触发SWI软中断前内核处于Supervisor模式，SPSR_svc、LR_svc中的值将被破坏；

3、SWI指令编码中自带24bit数据作为软中断号(swi_num)，因此可通过取SWI指令编码获取软中断号；LDR r0,[lr,#-4]就是这样；

4、SWI_Exception_Function函数一般采用C编码（也可汇编），采用C编码可直接套用switch根据swi_nun软中断号切换，SWI_Exception_Function函数的编制是灵活的，比如可以为带参或不带参函数；

5、一个SWI调用允许带1~4个字型参数和1~4个字型返回值，触发SWI调用时四个参数依次保存在R0~R3中，返回值也......

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