中断简述 上

1、ARM体系的CPU有7种工作模式：

1）用户模式（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态。

2）快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理。

3）中断模式（irq）：用于通用的中断处理。

4）管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式。

5）数据访问终止模式（abt）：当要取的数据或指令不存在或地址不允许访问时进入该模式，用于虚拟存储和存储保护。

6）系统模式（sys）:运行具有特权的操作系统任务。

7）未定义指令中止模式（und）：ARM处理器认为当前指令未定义时进入该模式，该模式可用于协处理器的软件仿真。

另外ARM体系的CPU有2种工作状态

1）ARM状态：此时处理器执行32位的ARM指令。

2）Thumb状态：此时处理器执行16位的Thumb指令。

CPU一上电后是ARM状态。

 2、 ARM920T有31个通用的32位寄存器和6个程序状态寄存器。这37个寄存器分为7组，当进入某个工作模式时就使用他那组的寄存器，有些寄存器，不同的工作模式下有自己的副本，当切换到另一个模式时，那个模式下的寄存器副本将被使用，这些寄存器被称为备份寄存器。

       图中R0到R15可直接访问，这些寄存器中除R15外都是通用寄存器，他们技能保存数据也能保存地址。R13~R15稍有特殊，R13就是栈指针寄存器，通常被用于保存栈指针，R14又称为程序连接寄存器，当执行BL跳转指令时，R14得到R15（程序计数器PC）的备份，而当发生中断或异常时，对应的R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt、R14_und中保存程序计数器R15的返回值。

       快速中断模式有7个备份寄存器，所以进入快速中断模式时，若是R0~R7不变，基本不需要保存其他寄存器，可直接进入，从而大大提高了进入该模式的速度。

        每种工作模式除了有R0~R15共16个寄存器外，还有第17个寄存器CPSR（当前程序状态寄存器），CPSR中一些位被用于标示当前的程序状态，一些位被用于标示当前处于什么工作模式。

CPSR寄存器各位代表的意思：

       各种工作模式除了有CPSR寄存器外还有SPSR（程序状态保存寄存器），当切换进入另一个工作模式时，在SPSR中保存前一个工作模式的CPSR的值，等到返回前一个工作模式的时候，可以把SPSR的值恢复到CPSR中。

综上所述，当一个异常发生时，将切换到相应的工作模式，这是ARM920T CPU核将完成以下事情：

1）在异常异常工作模式的连接寄存器R14中保存前一个工作模式的下一条指令。

2）将CPSR的值复制到异常工作模式的SPSR中。

3）将CPSR的工作模式设为这个异常工作模式的对应的值。

4）令程序计数器PC的值等于这个异常模式在异常向量表中的地址，即中断入口地址。

相反的，从异常工作模式退出回到前一个工作模式时，需要：

1）将连接寄存器里保存的地址返还给PC。

2）将异常工作模式的SPSR的值返还给CPSR。

3、s3c2440的中断控制器

           CPU运行过程中，要知道外设发生不预期的事件有2中方法：

1）查询方式：通过循环不断的查询个设备的状态是否有改变，从而做出判断在该设备上是否有事件发生。

2）中断方式：当中断发生时，硬件会改变某个寄存器的值，CPU执行完一条指令后，用过硬件查看该寄存器的值，如果关注的事件发生了，则中断当前的的程序，跳转到该事件对应的地址处理这件事，处理完后又跳回来执行先前的程序。这种方法实现较复杂，但效率高。

CPU处理中断的方式基本相同：

1）中断控制器汇集各类设备发出的中断信号，然后告诉CPU

2）CPU保存当前程序的运行环境，调用中断服务程序（ISR）来处理这些中断

3）在ISR中通过读取中断控制器、外设的相关寄存器来识别这是哪个中断，并进行相应的处理。

4）清除中断：通过读写中断控制器和外设的相关寄存器来实现

5）最后恢复被中断程序的运行环境，继续运行。

中断体系中外设以CPU的关系图：

这篇是对中断进行了大概简述，下篇会涉及到中断相关寄存器和具体操作。