s3c44b0与s3c2410的多重中断的实现

lun

    最近因为公司项目忙，好久没更新这里了。也因为项目，才发现原来ARM 的bootloader默认是不支持中断嵌套的，所以必须得自己实现。同时也发现，44b0有向量中断和非向量中断之分，而2410是没有向量中断的。也许这样说并不准确。因为对2410来说，它有：
  
    b    ResetHandler    ;0x00000000
    b    HandlerUndef    ;0x00000004 handler for Undefined mode   
    b    HandlerSWI      ;0x00000008 handler for SWI interrupt   
    b    HandlerPabort   ;0x0000000c handler for PAbort            
    b    HandlerDabort   ;0x00000010 handler for DAbort            
    b    .               ;0x00000014     
    b    HandlerIRQ      ;0x00000018 handler for IRQ interrupt     
    b    HandlerFIQ      ;0x0000001c handler for FIQ interrupt
    这几个地址存放的就是向量表。然而它又不像44b0存在以下地址的向量表：
;44b0的中断向量表
ResetEntry
  b ResetHandler ;for debug
  b HandlerUndef ;handlerUndef
  b HandlerSWI ;SWI interrupt handler
  b HandlerPabort ;handlerPAbort
  b HandlerDabort ;handlerDAbort
  b . ;handlerReserved
  b HandlerIRQ
  b HandlerFIQ
VECTOR_BRANCH
  ldr pc,=HandlerEINT0 ;mGA 0x20
  ldr pc,=HandlerEINT1 ;
  ldr pc,=HandlerEINT2 ;
  ldr pc,=HandlerEINT3 ;
  ldr pc,=HandlerEINT4567 ;
  ldr pc,=HandlerTICK ;mGA 0x34
  b .
  b .
  ldr pc,=HandlerZDMA0 ;mGB 0x40
  ldr pc,=HandlerZDMA1 ;
  ldr pc,=HandlerBDMA0 ;
  ldr pc,=HandlerBDMA1 ;
  ldr pc,=HandlerWDT ;
  ldr pc,=HandlerUERR01 ;mGB 0x54
  b .
  b .
  ldr pc,=HandlerTIMER0 ;mGC 0x60
  ldr pc,=HandlerTIMER1 ;
  ldr pc,=HandlerTIMER2 ;
  ldr pc,=HandlerTIMER3 ;
  ldr pc,=HandlerTIMER4 ;
  ldr pc,=HandlerTIMER5 ;mGC 0x74
  b .
  b .
  ldr pc,=HandlerURXD0 ;mGD 0x80
  ldr pc,=HandlerURXD1 ;
  ldr pc,=HandlerIIC ;
  ldr pc,=HandlerSIO ;
  ldr pc,=HandlerUTXD0 ;
  ldr pc,=HandlerUTXD1 ;mGD 0x94
  b .
  b .
  ldr pc,=HandlerRTC ;mGKA 0xa0
  b .
  b .
  b .
  b .
  b . ;mGKA
  b .
  b .
  ldr pc,=HandlerADC ;mGKB 0xc0
  b . ;
  b . ;
  b . ;
  b . ;
  b . ;mGKB
  b .
  b .
  ldr pc,=EnterPWDN ;0xe0=EnterPWDN
    这里就必须讲一下向量中断模式和非向量中断模式的概念 向量中断模式是当cpu读取位于0x18处的IRQ中断指令的时候，系统自动读取对应于该中断源确定地址上的指令取代0x18处的指令，通过跳转指令系统就直接跳转到对应地址，函数中，节省了中断处理时间提高了中断处理速度标 例如 ADC中断的向量地址为0xC0,则在0xC0处放如下代码：ldr PC,=HandlerADC 当ADC中断产生的时候系统会自动跳转到HandlerADC函数中。
    非向量中断模式处理方式是一种传统的中断处理方法，当系统产生中断的时候，系统将interrupt pending寄存器中对应标志位置位 然后跳转到位于0x18处的统一中断函数中， 该函数通过读取interrupt pending寄存器中对应标志位来判断中断源，并根据优先级关系再跳到对应中断源的处理代码中。
    现在说回中断嵌套。要想实现中断可嵌套并安全正确地返回，现场保护是关键。在IRQ中断发生时，先在IRQ模式保护现场，然后转到SVC模式把现场环境拷贝到SVC的堆栈，处理IRQ中断，并在这个模式下恢复现场。下面是2410的bootloader的IRQ中断嵌套的实现：
;*****************************************************************************
;**                                                                         **
;** IsrIRQ                                                                  **
;**                                                                         **
;真正的非向量IRQ中断入口
;*****************************************************************************
IsrIRQ
;=============================================================================        
;(1)在中断模式下保护被中断的模式的环境
;1-1 lr-4压栈，lr-4才是被中断的模式的PC返回地址
;=============================================================================        
    SUBS          LR,        LR,        #4
    STMFD        {LR}
;=============================================================================        
;1-2 再压入lr,仅作占位，该值在被中断的模式的lr的寄出器中   
;=============================================================================        
    STMFD        {LR}
;=============================================================================        
;1-3 保存R0~R12的值。这样在后面的算法里可以使用R0~R12
;=============================================================================        
    STMFD        {R0-R12}
;=============================================================================        
;1-4 保存SPSR
;=============================================================================        
    MRS           R0,        SPSR
    STMFD        {R0}
   
;=============================================================================        
;1-5 恢复IRQ模式下的堆栈指针，指向被中断前的位置
;=============================================================================        
    ADD        R3,        SP,        #64
    MOV        SP,        R3
;=============================================================================        
;（2）切换到SVC模式，利用SVC的堆栈保存现场，并在此模式下处理IRQ中断
;=============================================================================        
    MSR        CPSR_cxsf,    #SVCMODE|I_BIT
   
;=============================================================================        
;（3）拷贝现场
;=============================================================================        
    LDMDB        {R0}
    STMFD        {R0}
    LDMDB        {R0}
    STMFD        {LR}
    LDR          R1,        =56
0
    LDMDB        {R0}
    STMFD        {R0}
    SUBS         R1,        R1,        #4
    BNE          %B0
   
;=============================================================================        
;(4) 设置中断入口
;=============================================================================        
    LDR        R9,        =INTOFFSET
    LDR        R9,        [R9]        ;读入中断偏移码,确定中断源
    LDR        R8,        =HandleEINT0;二级跳转表的首地址   
    ADD        R8,        R8,        R9,        LSL #2    ;R8=R8+R9X4得到相应的中断入口地址,
    LDR        R8,        [R8]                    ;把中断偏移地址和基地址相加
   
    MOV        LR,        PC
    ADD        LR,        LR,        #8
    MOV        PC,        R8
;=============================================================================        
;(5) 中断返回后，在恢复现场前，屏蔽所有IRQ中断
;=============================================================================        
    MRS        R0,        CPSR
    ORR        R0,        R0,        #0x80
    MSR        CPSR_c,    R0
   
;=============================================================================        
;(6) 恢复现场
;=============================================================================   
    LDMFD      {R0}
    MSR        SPSR_cxsf,        R0
    LDMFD      {R0-R12,LR,PC}^
    44b0的非向量中断的实现与2410的类似，因为项目中使用的是44b0的向量中断，所以，我把下面的：
    MACRO      
$HandlerLabel HANDLER $HandleLabel
$HandlerLabel
   sub     sp,sp,#4        
   stmfd   sp!,{r0}        
   ldr     r0,=$HandleLabel
   ldr     r0,[r0]         
   str     r0,[sp,#4]      
   ldmfd   sp!,{r0,pc}     
    MEND

修改为：
;=============================================================================        
;(1)在中断模式下保护被中断的模式的环境
;1-1 lr-4压栈，lr-4才是被中断的模式的PC返回地址
;=============================================================================        
    SUBS        LR,        LR,        #4
    STMFD      {LR}
;=============================================================================        
;1-2 再压入lr,仅作占位，该值在被中断的模式的lr的寄出器中   
;=============================================================================        
    STMFD      {LR}
;=============================================================================        
;1-3 保存R0~R12的值。这样在后面的算法里可以使用R0~R12
;=============================================================================        
    STMFD      {R0-R12}
;=============================================================================        
;1-4 保存SPSR
;=============================================================================        
    MRS        R0,        SPSR
    STMFD      {R0}
   
;=============================================================================        
;1-5 恢复IRQ模式下的堆栈指针，指向被中断前的位置
;=============================================================================        
    ADD        R3,        SP,        #64
    MOV        SP,        R3
;=============================================================================        
;（2）切换到SVC模式，利用SVC的堆栈保存现场，并在此模式下处理IRQ中断
;=============================================================================        
    MSR        CPSR_cxsf,    #SVCMODE|I_BIT
   
;=============================================================================        
;（3）拷贝现场
;=============================================================================        
    LDMDB        {R0}
    STMFD        {R0}
    LDMDB        {R0}
    STMFD        {LR}
    LDR          R1,        =56
0
    LDMDB        {R0}
    STMFD        {R0}
    SUBS         R1,        R1,        #4
    BNE          %B0
   
;=============================================================================        
;(4) 设置中断入口
;=============================================================================        
    LDR        R9,        =$HandleLabel
    LDR        R9,        [R9]        ;读入中断偏移码,确定中断源
    MOV        LR,        PC
    ADD        LR,        LR,        #8
    MOV        PC,        R9
;=============================================================================        
;(5) 中断返回后，在恢复现场前，屏蔽所有IRQ中断
;=============================================================================        
    MRS        R0,        CPSR
    ORR        R0,        R0,        #0x80
    MSR        CPSR_c,    R0
   
;=============================================================================        
;(6) 恢复现场
;=============================================================================   
    LDMFD      {R0}
    MSR        SPSR_cxsf,        R0
    LDMFD      {R0-R12,LR,PC}^




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