ARM7中断的理解

Posted 2020-11-23 dxgg-bond

谈谈对中断的理解？
   中断是计算机中处理异步事件的重要机制
   
   中断触发的方式：
       1）中断源级设置
          按键：（CPU之外的硬件）
               设置中断的触发方式
          uart控制 (CPU之内的硬件)
               不用设置触发方式
          
          中断使能     
                    
       2）中断控制器级设置
          优先级 中断使能 ...设置发往哪个核
       3）ARM设置
          cpsr.I =0（使能中断）
    硬件自动做4件事
       1:备份cpsr到spsr_<mode>
　　2:设置cpsr(主要是设置准备跳转到那个模式下执行代码)
　　3:将pc-4保存到lr_<mode>（以便下次能够跳转返回）
　　4;设置pc为某个异常的入口地址
            及pc=VECTOR_BASE+0x00/0x04/0x08/0x0C/0x10/0x18/0x1C
            若为IRQ异常及pc=baseaddr+0x18;
    软件应该做的事
       1:建立异常向量表  (产生中断之前就要准备完成)
       2:跳转到IRQ异常处理函数（产生中断时候跳转）
       　　IRQ异常处理函数
          　　　　保护现场
          　　　　bl c_irq_handler
         　　　　 恢复现场


       　　　c_irq_handler
          　　　　判断哪个硬件触发的
         　　　　 调用对应硬件操作函数
          　　　　清空中断源 中断控制器pending       
        注：
             保护现场：及将被异常打断任务使用的ARM寄存器的数据保存到栈中。
　　　  恢复现场：1)从栈中将之前保存到栈的数据恢复到ARM寄存器中。2)状态恢复：cpsr=spsr_<mode> 。 3）跳转返回：pc=lr_<mode>。     

linux中附加要求： 中断上下文  栈空间小
    为了解决某些硬件中断处理过长 人为分为顶半部 和底半部
       顶半部
       底半部
    登记底半部的方式
       1）软中断
          不灵活  不好用
       2）tasklet
          基于软中断机制实现的
          其登记的底半部工作于中断上下文
          底半部函数在中断返回之前被执行
　　　具有中断处理函数的特点。
       3) 工作队列   
          底半部工作于进程上下文，及是基于进程实现的。
          具有进程的特点。


中断处理函数的特点：
1：要执行速度足够的快，若执行的很慢的话的将会影响用户进程的执行，应该中断的优先级高于进程，所以只要有中断在执行进程将得不到执行，给人感觉就会觉得用户程序很卡。
2：中断处理函数不能休眠和阻塞，同时也不能调用可能造成休眠的函数（如copy_to_user(...)/copy_from_user(...)函数可能造成休眠）。若使中断处理函数休眠就会使内核吐核。
　　因为当中断休眠后将释放cpu给其他的进程或者中断，由于中断处理函数不参入进程调度，所以在主动释放cpu资源后就不能够再次的得到执行。
3：中断中不能调用不可重入的函数，因为中断也会别高优先级的中断打断。当低优先级的中断处理函数执行到不可重入的函数被打断时，再次回来的时候会值就不准确。
　　printf(....); 和浮点数的运算都是不可重入的。
4：当执行中断处理函数时使用了独立的栈空间，该栈一般很小 通常为一个物理内存页（4KB）在中断处理函数中不能静态分配大数组。
5：中断的优先级高于进程优先级。


进程函数的特点：
1：进程可以进行休眠和阻塞，因为有进程调度器会再次使其重新得到调用。
2：进程中可以调用不可重入函数，但需要对共享资源进行加锁保护（互斥锁，信号量 等）
3：进程也同样有自己的线程栈（栈是以线程为分配单位），该栈一般很小 通常为一个物理内存页（4KB）在中断处理函数中不能静态分配大数组。
4：进程的执行速度无要求。