S3C2410 && WinCE6.0的中斷處理分析

?????S3C2410的內(nèi)核是ARM920T，所以，這里先介紹一下ARM920T的異常。ARM920T中有一個當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器(CPSR)，其中BIT6和BIT7分別控制FIQ和IRQ的使能與否。大家經(jīng)常說的開中斷和關(guān)中斷，就是指的設(shè)置這兩個BIT。

?????? ARM體系的異常中斷如下圖所示：
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?????可以看到，ARM920T中一共有7中異常模式，如果同一時刻有多個異常發(fā)生，系統(tǒng)則通過優(yōu)先級順序來決定處理其中的哪一個異常。他們之間的優(yōu)先級順序從高到低依次是：

1.?????? Reset復(fù)位

2.?????? Data Abort數(shù)據(jù)訪問中止

3.?????? FIQ 快速中斷請求

4.?????? IRQ 外部中斷請求

5.?????? 指令預(yù)取中止

6.?????? 未定義的指令和軟件中斷

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時，PC指針將跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常中斷處理程序處。異常中斷和其處理程序之間的對應(yīng)關(guān)系被稱為異常向量表，就是通常所說的中斷向量表。一般情況下，它存放在低地址(0x0)，但在WinCE中，該表存放在高地址(0xffff0000)。

S3C2410的中斷處理過程如下圖所示：
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可以看到，S3C2410中跟中斷密切相關(guān)的寄存器主要有以下幾個：

SUBSRCPND(二級源待決寄存器)：硬件產(chǎn)生中斷后，該寄存器的相應(yīng)位被置1；

SUBMASK(二級屏蔽寄存器)：若該寄存器的對應(yīng)位為1，則屏蔽該中斷，不再往前提交；

SRCPND(源待決寄存器)：如果是二級中斷源產(chǎn)生了中斷，當(dāng)SUBSRCPND和SUBMASK滿足條件時，該寄存器的相應(yīng)位被置1，或者由一級中斷源直接引起該寄存器的對應(yīng)位置1；

MASK(一級屏蔽寄存器)：如果該寄存器的對應(yīng)位為1，則屏蔽該中斷，不再往前提交；

MODE(中斷模式寄存器)：決定中斷是FIQ模式還是IRQ模式，系統(tǒng)中只能有一個FIQ中斷。若當(dāng)前中斷為FIQ模式，則產(chǎn)生一個FIQ異常，CPU進(jìn)入FIQ異常處理程序。

PRIORITY(優(yōu)先級控制寄存器)：控制各中斷源的優(yōu)先級。當(dāng)有多個中斷源同時發(fā)出請求時由優(yōu)先級最高的中斷源最終產(chǎn)生IRQ。

INTPND(中斷待決寄存器)：當(dāng)SRCPND某一位被置1，且沒有被屏蔽，則該寄存器的相應(yīng)位也被置1，同時產(chǎn)生一個IRQ異常，CPU進(jìn)入IRQ異常處理程序。

IRQ異常處理程序中，需要清除SRCPND、INTPND。清除SRCPND和INTPND的方法比較特殊，并不是往對應(yīng)的位寫0，相反，應(yīng)該往對應(yīng)的位寫1。一般是將其值讀取出來，再寫進(jìn)去，以完成清除SRCPND和INTPND的工作。

除了以上幾個寄存器外，2410還有一個INTOFFSET寄存器，用來表明當(dāng)前是哪一個中斷請求處理。WinCE的OEMInterruptHandler()函數(shù)，就是根據(jù)其值來判斷當(dāng)前是哪一個中斷發(fā)出請求。該寄存器在清除SRCPND和INTPND時，被自動復(fù)位。所以，代碼中不必對其進(jìn)行處理。

如果中斷源是EINT4-23，則還需處理EXTINTn、EINTFLT、EINTMASK和EINTPEND等幾個寄存器。另外，由于2410的中斷引腳一般與IO復(fù)用，所以在使用特定的外部中斷之前，需要設(shè)置相應(yīng)的GPIO，使其工作在中斷模式下。

WinCE6.0中的中斷處理過程如下圖所示：
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?????可以看到，整個處理過程分為四層，分別是硬件、內(nèi)核、OAL和驅(qū)動。硬件產(chǎn)生一個IRQ，CPU進(jìn)入中斷服務(wù)程序，調(diào)用OAL中的OEMInterruptHandler()函數(shù)，根據(jù)IRQ返回一個SYSINTR，內(nèi)核根據(jù)該SYSINTR，設(shè)置一個事件，驅(qū)動中捕獲到該事件，執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，完成處理后，調(diào)用InterruptDone()，通知CPU中斷處理完成。

這里說明一下SYSINTR和IRQ的概念。IRQ一般被認(rèn)為是物理中斷號，由硬件決定。SYSINTR是邏輯中斷號，一般跟IRQ一一對應(yīng)。這種對應(yīng)關(guān)系可以在OAL中靜態(tài)建立，一般通過函數(shù)OALIntrStaticTranslate()實現(xiàn)，靜態(tài)映射的IRQ一般是MCU內(nèi)部的中斷源，如USB Host。為了提高驅(qū)動的可移植性，通常采用動態(tài)映射的方式，如網(wǎng)卡驅(qū)動。不同的硬件平臺，可能使用不同的外部中斷供網(wǎng)卡使用，通過動態(tài)映射的方式，只需修改注冊表中的相應(yīng)鍵值就能完成驅(qū)動的移植，而無須修改代碼。驅(qū)動中動態(tài)映射IRQ的方法是調(diào)用函數(shù)KernelIoControl()，第一個參數(shù)為IOCTL_HAL_REQUEST_SYSINTR，傳入物理中斷號IRQ，正確返回后，會產(chǎn)生一個SYSINTR，最終完成動態(tài)轉(zhuǎn)換的是函數(shù)OALIntrRequestSysIntr()。IRQ和SYSINTR的映射關(guān)系在文件C:/WINCE600/PLATFORM/COMMON/SRC/COMMON/INTR/BASE/map.c中實現(xiàn)。

驅(qū)動中使用中斷的典型過程如下：

1.?????? 初始化GPIO，以及相應(yīng)中斷寄存器，配置中斷的工作模式。

2.?????? 建立一個SYSINTR與IRQ對應(yīng)，調(diào)用函數(shù)KernelIoControl()。

3.?????? 創(chuàng)建一個事件與SYSINTR關(guān)聯(lián)，調(diào)用函數(shù)CreateEvent()。

4.?????? 創(chuàng)建一個線程，在線程中等待創(chuàng)建的事件，調(diào)用函數(shù)WaitForSingleObject()。

5.?????? 完成處理后，通知內(nèi)核本次中斷處理結(jié)束，調(diào)用函數(shù)InterruptDone()。

OAL層跟中斷相關(guān)的有如下幾個函數(shù)：

OALIntrInit()：初始化中斷寄存器及相應(yīng)的GPIO，可建立靜態(tài)的IRQ到SYSINTR的映射關(guān)系。

OALIntrRequestIrqs()：獲取設(shè)備的IRQ號，如通過IO Address獲取該設(shè)備對應(yīng)的IRQ。

OALIntrEnableIrqs()：使能中斷源，主要完成清除中斷屏蔽寄存器和中斷待決寄存器。

OALIntrDisableIrqs()：關(guān)閉中斷源，通過設(shè)置中斷屏蔽寄存器的相應(yīng)位以屏蔽中斷源。

OALIntrDoneIrqs()：清除中斷屏蔽寄存器和中斷待決寄存器使MCU能處理下一次中斷。

OEMInterruptHandler()：將IRQ號轉(zhuǎn)換為SYSINTR，內(nèi)核的中斷服務(wù)程序?qū)⒏鶕?jù)此值設(shè)定特定的事件。

內(nèi)核中跟中斷相關(guān)的工作主要有以下幾個部分：

1.???????? 定義異常處理函數(shù)，其實現(xiàn)文件為C:/WINCE600/PRIVATE/WINCEOS/COREOS/NK/KERNEL/ARM/armtrap.s。

2.???????? 創(chuàng)建中斷向量表，其實現(xiàn)文件為C:/WINCE600/PRIVATE/WINCEOS/COREOS/NK/KERNEL/ARM/exvector.s

3.???????? 中斷向量的初始化，其實現(xiàn)在文件C:/WINCE600/PRIVATE/WINCEOS/COREOS/NK/KERNEL/ARM/mdarm.c中，其中的代碼表明WinCE的中斷向量表在高端(0xffff0000)。

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原文地址：http://www.cnblogs.com/we-hjb/archive/2008/11/08/1329830.html

作者：we-hjb

總結(jié)

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