S3C2440中断跳转分析

2440init.s中断跳转分析

最近准备自己写一个S3C2440的启动代码。参阅了一下2440init.s这一启动代码。发现有很多人对于这个启动代码中的异常，特别是像外部中断这样的异常，到底在2440init.s中是如何实现跳转的这一问题有很大的疑惑。现在就我的理解对这个过程做一下解说。说的不一定很好，呵呵，权当消遣吧。另外，这里面的错误肯定会有，大家尽管给我提吧。

首先要大家要明白，特别是初学者，当S3C2440发生异常时，其程序指针是会被强制转换的，这个是硬件自己完成的，不需要我们的干涉。下面这个表格就是具体的强制指针转化表。

地址	异常名称	2440init.s 中的指令
0x00	复位异常	b ResetHandler
0x04	未定义指令异常	b HandlerUndef
0x08	软件中断异常	b HandlerSWI
0x0c	指令预取异常	b HandlerPabort
0x10	数据预取异常	b HandlerDabort
0x14	保留	b .
0x18	IRQ中断异常	b HandlerIRQ
0x1c	FIQ中断异常	b HandlerFIQ

现在可以很清楚的知道了。如果S3C2440刚上电或者是复位，那么pc指针被硬件强制转换到0x00地址处，那么按照2440init.s中的指令“b ResetHandler”，pc会跳转到ResetHandler处继续执行程序。同样，当发生外部中断时，pc指针会被强制转换到0x18处，执行“b HandlerIRQ”这条指令。

接下去，便是讨论程序跳转之后如何运行的了。首先，我们做一个设想，假设S3C 2440只有一个中断（当然这是不可能的了，就连51也有5个中断源。），那么可想而知，程序跳转到HandlerIRQ处就应该执行中断处理函数了。也就是说，我们在C语言中写的中断处理函数的地址应该就是HandlerIRQ的内容了。虽然这个假设不可能，但它可以帮助我们理解。本质上其实就是类似于这样的一个过程，只不过因为S3C2440有那么多的中断源，所以不可能把中断函数的地址直接赋给HandlerIRQ就行了。这中间应该还有一个转换。就是根据不同的、具体的中断源，让HandlerIRQ对应于不同的中断处理函数的地址。

那么接下来看看HandlerIRQ标号后面的内容吧。

HandlerIRQ HANDLER HandleIRQ

很明显，这里还有一个宏定义在里面，要知道HANDLER的内容，我们可以在2440init.s中查到：

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

下面对这个宏定义做一下说明。首先是MACRO表明了宏定义的开始，MEND则表示了宏定义的结束。这个宏的作用其实就是在不改变任何寄存器的前提下，把pc指针指向$HandleLabel。

明白了这个以后，我们就可以把这个宏去掉再来理解一遍：

首先是当S3C2440发生外部中断时，pc指针被强制指向了0x18处：

b HandlerIRQ

……

HandlerIRQ

sub sp,sp,#4

stmfd sp!,{r0}

ldr r0,=HandleIRQ

ldr r0,[r0]

str r0,[sp,#4]

ldmfd sp!,{r0,pc}

经过上面的程序后，此时的pc指针已经指向了HandleIRQ处。呵呵，挺简单的吧。然后

呢。我们就得关注一下HandleIRQ这个标号了。它在2440init.s中设这样定义的：

^ _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

……

很简单，这里定义了一个文字池，首地址：_ISR_STARTADDRESS代表了地址为0x33FF_FF00的内存区域，每隔4个字节，定义一个标号。很很容易就找到了 HandleIRQ这个我们需要找的标号。那么它所代表的内存区域自然就是0x33FF_FF00+0x04*6的内存地址了。那么接下来的工作就是要把真正的、具体的中断处理函数的地址赋给HandleIRQ了。这里大家先看一下下面的两端代码：

(1):

ldr r0,=HandleIRQ ;This routine is needed

ldr r1,=IsrIRQ ;if there isn't 'subs pc,lr,#4' at 0x18, 0x1c

str r1,[r0]

(2):

IsrIRQ

sub sp,sp,#4 ;reserved for PC

stmfd sp!,{r8-r9}

ldr r9,=INTOFFSET

ldr r9,[r9]

ldr r8,=HandleEINT0

add r8,r8,r9,lsl #2

ldr r8,[r8]

str r8,[sp,#8]

ldmfd sp!,{r8-r9,pc}

首先我们来看一下第（1）段程序，前面已经提到，此时的的pc已经指向了HandeIRQ所表示的内存了，但是现在该内存还是空的，pc跳转到这里也不能接着往下运行了。所以才有了第1段代码，它的作用就是给HandleIRQ安装句柄了，把IsrIRQ的入口地址填充到了HandeIRQ里面了。所以程序接着就会跳转到IsrIRQ处执行。也就是上面的第（2）段程序了。这段程序具体讲解我就不说了，跟最上面的宏定义很类似，其实就是让PC跳转到另外一个地方（pc=HandleEINT0+INTOFFSET*4）。而那个地方正是真正的中断函数。那我们再来看看这个地址是怎么算出来的。首先HandleEINT0就是上面那个MAP定义里面的一个内存区域，有没有发现它是第一个中断源，紧接着它，就是其它各种类型的中断源了。而INTOFFSET则是S3C2440的一个特殊功能寄存器了，某个类型的中断发生了，它的值就会发生变化。而后面为什么要乘以4呢，因为文字池中定义的标号都是4字节的，其实是因为S3C2440中指针变量就是占据4个字节的，这个可以用sizeof（*p）来验证。所以此时pc指针就指向了另外一个地方，那就是刚才说的中断表了。而在c语言中，我们通常会有这样的中断函数句柄安装语句：pISR_EINTn = (unsigned int )key_interrupt;

这里的pISR_EINTn其实是有定义的,我们以pISR_EINT0为例，宏定义如下：

#define pISR_EINT0 _ISR_STARTADDRESS+0X20

看这个地址，其实就是上面那个中断表里面的：

^ _ISR_STARTADDRESS ; _ISR_STARTADDRESS=0x33FF_FF00

……

HandleEINT0 # 4

HandleEINT1 # 4

HandleEINT2 # 4

HandleEINT3 # 4

……

大家发现了吧，HandleEINT0的地址是不是就是 _ISR_STARTADDRESS+0X20，所以说c语言中我们写的中断函数安装句柄，就是这个作用。

好的，现在让我们来总结一下吧。（以外部中断0为例）

首先是在c语言的函数中，我们已经执行了这样一条语句pISR_EINTn = (unsigned int )key_interrupt;它的作用是把中断处理函数key_interrupt的地址赋给了中断表中的HandleEINT0。

然后当某个时刻，发生了外部中断0，那么pc指针被强制指向了0x18处，执行指令：

b HandlerIRQ

跳转到HandlerIRQ之后，执行如下代码：（已经把宏定义屏蔽）

HandlerIRQ

sub sp,sp,#4

stmfd sp!,{r0}

ldr r0,=HandleIRQ

ldr r0,[r0]

str r0,[sp,#4]

ldmfd sp!,{r0,pc}

然后pc之争有指向了HandleIRQ这个内存区域。而又由于HandlerIRQ已经被安装了IsrIRQ的句柄，所以紧接着pc又跳转到IsrIRQ处执行如下程序：

IsrIRQ

sub sp,sp,#4 ;reserved for PC

stmfd sp!,{r8-r9}

ldr r9,=INTOFFSET

ldr r9,[r9]

ldr r8,=HandleEINT0

add r8,r8,r9,lsl #2

ldr r8,[r8]

str r8,[sp,#8]

ldmfd sp!,{r8-r9,pc}

它的作用是让pc指针根据INTOFFSET的值跳转到中断向量表中的HandleEINT0处。而在此处已经被安装了c语言中的中断处理函数的句柄，所以pc又跳到了中断处理函数中区执行中断函数了。

S3C2440中断跳转分析相关推荐

s3c2440启动文件详细分析
启动文件就是引导ARM启动,并进入我们熟悉的C语言程序.它主要完成了ARM最基本的硬件初始化工作.虽然启动文件的内容大同小异(就是设置系统时钟.内存.中断向量表.栈等内容),而且只要有一个现成的启动文 ...
ARM中断返回地址详细分析
ARM中断返回地址详细分析在ARM体系中,通常有以下3种方式控制程序的执行流程: 1.在正常执行过程中,每执行一条ARM指令,程序计数器PC的值加4个字节:每执行一条Thumb指令,程序计数器PC加 ...
ARM Cortex-M3中断跳转过程
在学习CM3的时候,仔细学习了CM3的中断跳转过程,发现嵌入式的MCU在这一块基本上是一样的,当然不同架构的MCU也有自己的特性. 我来介绍下CM3的中断跳转过程,首先假设中断发生,CM3内核开始响应 ...
Linux x86_64 APIC中断路由机制分析
不同CPU体系间的中断控制器工作原理有较大差异,本文是<Linux mips64r2 PCI中断路由机制分析>的姊妹篇,主要分析Broadwell-DE X86_64 APIC中断路由原理 ...
多线程环境下海量定时任务的定时器设计丨时间轮实现丨红黑树，跳表分析
多线程环境下海量定时任务定时器设计 1. 定时器分析 2. 红黑树,最小堆,跳表实现比较分析 3. 时间轮实现 [Linux后端开发系列]多线程环境下海量定时任务的定时器设计丨时间轮实现丨红黑树,跳表 ...
【转】三星三款主流处理器s3c2440\s3c6410\s5pv210对比分析
三星三款主流处理器s3c2440\s3c6410\s5pv210对比分析对比1.ARM架构 ? S3C2440:属于ARM9架构 ? S3C6410:属于ARM11架构 ? S5PV210:属于Co ...
S3C2440中断解析和基于WINCE操作系统的中断分析（整理于网络,用于按键中断使用）
在调试CAN总线的时候,遇到了操作系统的中断,为了彻底的弄清楚中断是怎么回事?我先从底层的中断开始研究,在这里我们只讨论外部中断,下面就结合S3C2440TEST测试程序来分析一下中断是怎么执行的:我 ...
2.6.18-2内核中对S3C2440的引导启动分析
这是以前玩Arm的时候写的~ 主要参考了xpl的arm linux kernel 从入口到start_kernel 的代码分析 http://linux.chinaunix.net/bbs/threa ...
64位多核 MIPS 异常和中断内核代码分析
http://hi.baidu.com/comcat/blog/item/3cff7bddec14a1f176c6388a.html 1. 概述 MIPS 统称异常(同步事件)和中断(异步事件)为例外 ...

S3C2440中断跳转分析

S3C2440中断跳转分析相关推荐

最新文章

热门文章