智能小车37：异常在ARMJAVA硬件里的实现

Posted 2020-10-10 北漂程序员

几乎所有编程语言都有异常，可以说有程序就有异常。今天学习Arm的中断(异常)处理,联想到Java的异常,硬件中如何实现等问题，下面给大家分享一下。

一、Arm的中断。
1.触发异常
2.保存现场
3.cpu进入异常工作模式，程序指针(pc)跳入异常入口（处理异常的代码地址）
a.分辨中断源
b.进行逻辑处理
c.清理工作
4.恢复现场
流程图（来源于《2440数据手册》）如下:

这里的工作模式，其实就是不同情况下，cpu有一组不同的寄存器。正是有了不同的寄存器，程序在可以在不同的状态下来回切换。如下图：

中断例子的汇编代码如下：

b Reset

@******************一堆设置代码已省略************************************************* Reset:
ldr sp, =4096 @ 设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈
bl disable_watch_dog @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
msr cpsr_c, #0xd2 @ 进入中断模式，d的前两位是11，意思是关闭所有的中断
ldr sp, =3072 @ 设置中断模式栈指针
msr cpsr_c, #0xd3 @ 进入管理模式
ldr sp, =4096 @ 设置管理模式栈指针，
@ 其实复位之后，CPU就处于管理模式，
@ 前面的“ldr sp, =4096”完成同样的功能，此句可省略
bl init_led @ 初始化LED的GPIO管脚
bl init_irq @ 调用中断初始化函数，在init.c中
msr cpsr_c, #0x53 @ 设置I-bit=0，开IRQ中断
ldr lr, =halt_loop @ 设置返回地址
ldr pc, =main @ 调用main函数
halt_loop:
b halt_loop
@中断函数
HandleIRQ:
sub lr, lr, #4 @ 计算返回地址,arm架构规定的
stmdb sp!, { r0-r12,lr } @ 保存使用到的寄存器,保存现场
@ 注意，此时的sp是中断模式的sp
@ 初始值是上面设置的3072
ldr lr, =int_return @ 设置调用ISR即EINT_Handle函数后的返回地址
ldr pc, =EINT_Handle @ 调用中断服务函数，在interrupt.c中
int_return:
ldmia sp!, { r0-r12,pc }^ @ 中断返回, ^表示将spsr的值复制到cpsr

EINT_Handle 函数的实现就是判断是那个按钮然后点相应的灯，我这里就不复制代码了。
msr cpsr_c指令值的来源如下图（来源于《嵌入式Linux应用开发完全手册》）：


二、java中的异常，很简单。
try{
}catch(Exception e){
}finally{
}
不用关心什么工作模式,catch中代码命中就执行，finally里的代码一定会执行。根据自己的逻辑来写就行了。

java中的中断，Thread有个interrupt方法，但调用这个方法并不知道线程会在什么状态下中断，我没有用过这种方式。需要中断的话，我一般自己写个状态变量，在while里判断中断状态做下处理。

三、硬件实现中断。
用继电器就可以实现开关，如下图：

给线圈一点电压就能切换这个开关，也就能触发工作模式的切换了。