基于ARM9芯片S3C2410异常中断程序设计

　　验证的代码详细分析了基于ARM嵌入式系统的异常处理流程。然后阐明关键字“-irq”的作用，设计出中断处理函数。最后，通过设置中断控制寄存器，设计外部中断EINT3的初始化程序，并给出主程序流程图。实践证明程序运行稳定可靠。

　　引言

　　计算机体系结构中，异常或者中断是处理系统中突发事件的一种机制，几乎所有的处理器都提供这种机制。异常主要是从处理器被动接受的角度出发的一种描述，指意外操作引起的异常。而中断则带有向处理器主动申请的意味。但这两种情况具有一定的共性，都是请求处理器打断正常的程序执行流程，进入特定程序的一种机制。若无特别说明，对“异常”和“中断”都不作严格的区分。本文结合经过实际验证的代码对ARM9中断处理流程进行分析，并设计出基于S3C2410芯片的外部中断处理程序。

　　1.异常中断响应和返回

　　系统运行时，异常可能会随时发生。当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下几步操作：

　　1) 将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。

　　2) 将CPSR复制到相应的SPSR中。

　　3) 根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。

　　4) 强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。

　　这些工作是由ARM 内核完成的,不需要用户程序参与。异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回：

　　1) 将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。

　　2) 将SPSR复制回CPSR中。

　　3) 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。

　　这些工作必须由用户在中断处理函数中实现。为保证在ARM处理器发生异常时不至于处于未知状态，在应用程序的设计中，首先要进行异常处理。采用的方式是在异常向量表中的特定位置放置一条跳转指令，跳转到异常处理程序。当ARM处理器发生异常时，程序计数器PC会被强制设置为对应的异常向量，从而跳转到异常处理程序。当异常处理完成以后，返回到主程序继续执行。可以认为应用程序总是从复位异常处理程序开始执行的，因此复位异常处理程序不需要返回。

　　2.异常处理程序设计

　　2.1 异常响应流程

　　由于向量表的限制，只能有一条指令B完成32MB范围内的跳转，并不能保证所有的异常处理函数都位于32MB范围内。为了扩展跳转范围，需要二次跳转才能把异常处理函数的地址传送给PC。异常处理调用关系如图1所示。