中斷是ARM處理器提高工作效率的方法之一。

Ⅰ、形象理解中斷：

假設有個大房間里面有小房間，嬰兒正在睡覺，他的媽媽在外面看書。母親怎么才能知道小孩醒？

過一會打開一次房門，看嬰兒是否睡醒，讓后接著看書

一直等到嬰兒發出聲音以后再過去查看，期間都在讀書

查詢

while(1)

{

    1 read book(讀書)

    2 open door（開門）

    if(睡)

        return(read book)

    else

        照顧小孩

}

中斷

while(1)

{

    read book

    中斷服務程序()//聲音中斷

    {

        處理照顧小孩

    }

}

兩種方式對比：很明顯，第一種會累死媽媽滴。

這種是比較形象化的比喻，真正在ARM處理器中是如何處理的呢？

有數據(孩子聲音)

保護現場(放下手頭工作)

調用中斷函數(打開房門查看)

處理數據(照顧孩子)

恢復現場(繼續工作)

這里存在幾個問題：

ARM處理是怎樣知道有數據的，誰來告訴它

如何保存正在運行的程序

在哪里調用中斷函數

如何恢復程序

問題解決：

中斷控制器，通過設置中斷控制器，監聽中斷源，例如串口的數據接收中斷源

保存寄存器，例如程序返回寄存器，后面通過代碼比較好懂

硬件規定異常向量地址，軟件設置異常向量表，發生中斷時，跳轉到處理函數

恢復寄存器

Ⅱ、為了更好、更安全的運行程序，ARM分出了多種工作模式：

用戶模式(usr)，也稱普通模式

系統模式(sys)，也稱興奮模式

未定義模式(und)，指令不能識別

管理模式(svc)

終止模式(abt)

中斷模式

快速中斷模式

Ⅲ、再論保護現場

在這些模式下都有一堆自己一堆寄存器，進入其他模式之前都會先保存r0到r14的寄存器到棧中，加粗的代表是這個模式下的專屬寄存器。

Ⅳ、中斷模式與快速中斷模式的區別

ARM有irq和fiq中斷通道，這兩個通道可以通過CPSR寄存器I位和F位設置使能。

當觸發irq中斷時，如果此時再來一個irq，此時ARM是不會鳥你的。ARM核心就像老板，老板本來在做事，然后來了一個客戶，秘書打斷它，讓客戶進去。而此時再來一個客戶，要么秘書不斷去敲門問，要么客戶走人。老板第一個客戶沒有會見完，不會理你。 

但是有一種情況例外，當ARM處在IRQ模式，這個時候fiq pin來了一個中斷信號，fiq pin是什么？快速中斷，好比公安局的來查刑事案件，才不管老板是不是在會見客戶，直接打斷，進入到fiq模式，跳到相應的fiq的異常向量表處去執行代碼。那如果當ARM處理FIQ模式，fiq pin又來中斷信號，也就是又一批公安來了，那沒戲，都是執法人員，你打不斷我。如果此時irq pin來了呢？來了也不理，正在辦案，還敢來妨礙公務。 

所以得出一個結論： IRQ模式只能被FIQ模式打斷，FIQ模式下誰也打不斷。

中斷概念介紹到此，下面將結合三步驟和前面提到的幾個問題做詳細編程！！！

Ⅴ、芯片手冊

由于中斷是沒有線連接的，所以略過原理圖。

1、程序狀態寄存器(PSR)

前面提到CPU可以工作在多種模式，CPU也可以處理中斷，這些都是可以在CPSR中設置的。

看一下PSR可以設置CPU哪些東西：

T位為1，表示CPU工作于Thumb指令集(一條指令16位)

F位為1，表示CPU不接收任何FIQ中斷請求

I位為1，表示CPU不接收任何IRQ中斷請求

中間保留位

V是CPU的計算溢出位

C是CPU的計算進位

Z是CPU的計算0位

N是CPU的計算正位，邏輯運算

可以通過設置低4位讓CPU進入不同模式，不過處于用戶模式是無法設置這4個位的

為什么有CPSR和SPSR？

SPSR是保存程序狀態寄存器，CPSR是當前程序狀態寄存器，當發生異常時或者中斷時，SPSR會保存CPSR的值。

ARM920t給出異常進入和退出的操作，基本上前面都提到了。

2、中斷控制器

上面是CPU的中斷處理，但是我們還有很多的外設啊，比如按鍵中斷，這些需要中斷控制器來完成。

圖為中斷的流程：最終進入CPU處理的中斷需要經過多個屏蔽寄存器的篩選，這些寄存器就是“小秘書”

3、中斷向量表

按鍵中斷后，中斷處理函數如何調用(中斷向量表)

4、外設中斷

這里以按鍵為例子：按鍵接在GPF0處，只要配置GPF0為中斷引腳

除此之外，按鍵還要配置上升沿觸發還是下降沿觸發

設置完成后要使能中斷吧，對應中斷使能即可，這是中斷第一屏蔽關

Ⅵ、中斷編程

這里以按鍵中斷作為例子，按鍵觸發中斷，點亮LED燈。

前面提到了這么多，編程是否有關呢？

答案是確定的，可以想象一下中斷的過程：

按鍵觸發中斷(中斷引腳)

經過屏蔽寄存器(不屏蔽)

進入模式選擇(快中斷、普通中斷)

CPU總中斷

編程需要解決的問題：

按鍵中斷后，中斷處理函數如何調用(中斷向量表)

如何得知是對應按鍵觸發中斷的(中斷源寄存器)

中斷之后在哪里保存現場，又是如何恢復現場(保存寄存器)

設置中斷向量表

這些地址都是硬件規定的，編程只需要在對應位置上放上跳轉指令即可

_start:

b reset          /* vector 0 : reset */

ldr pc, und_addr /* vector 4 : und */

ldr pc, swi_addr /* vector 8 : swi */

b halt /* vector 0x0c : prefetch aboot */

b halt /* vector 0x10 : data abort */

b halt /* vector 0x14 : reserved */

ldr pc, irq_addr /* vector 0x18 : irq */

b halt /* vector 0x1c : fiq */

 und_addr:

.word do_und

swi_addr:

.word do_swi

irq_addr:

.word do_irq

設置按鍵中斷源、中斷控制器屏蔽中斷源

/* 配置GPIO為中斷引腳 */

GPFCON &= ~((3<<0) | (3<<4));

GPFCON |= ((2<<0) | (2<<4));   /* S2,S3被配置為中斷引腳 */

GPGCON &= ~((3<<6) | (3<<22));

GPGCON |= ((2<<6) | (2<<22));   /* S4,S5被配置為中斷引腳 */

/* 設置中斷觸發方式: 雙邊沿觸發 */

EXTINT0 |= (7<<0) | (7<<8);     /* S2,S3 */

EXTINT1 |= (7<<12);             /* S4 */

EXTINT2 |= (7<<12);             /* S5 */

/* 設置EINTMASK使能eint11,19 */

EINTMASK &= ~((1<<11) | (1<<19));

    INTMSK &= ~((1<<0) | (1<<2) | (1<<5));

保護現場，恢復現場

do_irq:

/* 執行到這里之前:

* 1. lr_irq保存有被中斷模式中的下一條即將執行的指令的地址

* 2. SPSR_irq保存有被中斷模式的CPSR

* 3. CPSR中的M4-M0被設置為10010, 進入到irq模式

* 4. 跳到0x18的地方執行程序 

*/

/* sp_irq未設置, 先設置它 */

ldr sp, =0x33d00000

/* 保存現場 */

/* 在irq異常處理函數中有可能會修改r0-r12, 所以先保存 */

/* lr-4是異常處理完后的返回地址, 也要保存 */

sub lr, lr, #4

stmdb sp!, {r0-r12, lr}  

/* 處理irq異常 */

bl handle_irq_c

/* 恢復現場 */

ldmia sp!, {r0-r12, pc}^  /* ^會把spsr_irq的值恢復到cpsr里 */

中斷處理函數

void handle_irq_c(void)

{

/* 分辨中斷源 */

int bit = INTOFFSET;

/* 調用對應的處理函數 */

if (bit == 0 || bit == 2 || bit == 5)  /* eint0,2,eint8_23 */

{

key_eint_irq(bit); /* 處理中斷, 清中斷源EINTPEND */

}

/* 清中斷 : 從源頭開始清 */

SRCPND = (1< INTPND = (1<}

void key_eint_irq(int irq)

{

unsigned int val = EINTPEND;

unsigned int val1 = GPFDAT;

unsigned int val2 = GPGDAT;

if (irq == 0) /* eint0 : s2 控制 D12 */

{

if (val1 & (1<<0)) /* s2 --> gpf6 */

{

/* 松開 */

GPFDAT |= (1<<6);

}

else

{

/* 按下 */

GPFDAT &= ~(1<<6);

}

}

else if (irq == 2) /* eint2 : s3 控制 D11 */

{

if (val1 & (1<<2)) /* s3 --> gpf5 */

{

/* 松開 */

GPFDAT |= (1<<5);

}

else

{

/* 按下 */

GPFDAT &= ~(1<<5);

}

}

else if (irq == 5) /* eint8_23, eint11--s4 控制 D10, eint19---s5 控制所有LED */

{

if (val & (1<<11)) /* eint11 */

{

if (val2 & (1<<3)) /* s4 --> gpf4 */

{

/* 松開 */

GPFDAT |= (1<<4);

}

else

{

/* 按下 */

GPFDAT &= ~(1<<4);

}

}

else if (val & (1<<19)) /* eint19 */

{

if (val2 & (1<<11))

{

/* 松開 */

/* 熄滅所有LED */

GPFDAT |= ((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));

}

else

{

/* 按下: 點亮所有LED */

GPFDAT &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));

}

}

}

EINTPEND = val;

}