1 中断的引入

一些概念：

中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行。

比如：对于外部中断而言，可以是引脚电平发生跳变；对于定时器而言，可以是定时事件到了。对于串口通信而言，可以是接收到了数据。

中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源。（自己设置的）

中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回。

1.1 妈妈怎么知道孩子醒了

妈妈怎么知道卧室里小孩醒了？

① 查询方式： 时不时进房间看一下
简单，但是累
② 休眠-唤醒： 进去房间陪小孩一起睡觉，小孩醒了会吵醒她
不累，但是妈妈干不了活了
③ poll 方式： 妈妈要干很多活，但是可以陪小孩睡一会，定个闹钟
要浪费点时间，但是可以继续干活。妈妈要么是被小孩吵醒，要么是被闹钟吵醒。
④ 异步通知： 妈妈在客厅干活，小孩醒了他会自己走出房门告诉妈妈
妈妈、小孩互不耽误。

后面的 3 种方式，都需要“小孩来中断妈妈”：中断她的睡眠、中断她的工作。实际上，能“中断”妈妈的事情可多了：
① 发生了各种声音
② 可忽略的远处猫叫
③ 快递员按门铃
④ 卧室中小孩哭了

妈妈当前正在看书，被这些事件“中断”后她会怎么做？流程如下：

第1步 先在书中放入书签，合上书
第2步 去处理， 对于不同的情况，处理方法不同：
        ◆ 对于门铃：开门取快递
        ◆ 对于哭声：照顾小孩
第3步 回来继续看书

1.2 嵌入系统中也有类似的情况

CPU 在运行的过程中，也会被各种“异常”打断。这些“异常”有：
① 指令未定义
② 指令、数据访问有问题
③ SWI(软中断)
④ 快中断
⑤ 中断
中断也属于一种“异常”，导致中断发生的情况有很多，比如：
⚫ 按键
⚫ 定时器
⚫ ADC 转换完成
⚫ UART 发送完数据、收到数据
⚫ 等等
这些众多的“中断源”，汇集到“中断控制器”，由“中断控制器”选择优先级最高的中断并通知 CPU。

2 中断的处理流程

arm 对异常(中断)处理过程：

① 初始化：
        a) 设置中断源，让它可以产生中断
        b) 设置中断控制器(可以屏蔽某个中断，优先级)
        c) 设置 CPU 总开关(使能中断)
② 执行其他程序： 正常程序
③ 产生中断：比如按下按键--->中断控制器--->CPU
④ CPU 每执行完一条指令都会检查有无中断/异常产生
⑤ CPU 发现有中断/异常产生，开始处理。
对于不同的异常，跳去不同的地址执行程序。
这地址上，只是一条跳转指令，跳去执行某个函数(地址)，这个就是异常
向量。 ③④⑤都是硬件做的。

⑥ 这些函数做什么事情？
软件做的:
        a) 保存现场(各种寄存器)
        b) 处理异常(中断):分辨中断源， 再调用不同的处理函数
        c) 恢复现场

上面步骤是重点

3 异常向量表

u-boot 或是 Linux 内核，都有类似如下的代码：

_start: b resetldr pc, _undefined_instructionldr pc, _software_interruptldr pc, _prefetch_abortldr pc, _data_abortldr pc, _not_usedldr pc, _irq         //发生中断时， CPU 跳到这个地址执行该指令 **假设地址为 0x18**ldr pc, _fiq

这就是异常向量表，每一条指令对应一种异常。

发生复位时， CPU 就去 执行第 1 条指令： b reset。

发生中断时， CPU 就去执行“ ldr pc, _irq”这条指令。

这些指令存放的位置是固定的，比如对于 ARM9 芯片中断向量的地址是0x18。

当发生中断时， CPU 就强制跳去执行 0x18 处的代码。

在向量表里，一般都是放置一条跳转指令，发生该异常时， CPU 就会执行向量表中的跳转指令，去调用更复杂的函数。

当然，向量表的位置并不总是从 0 地址开始，很多芯片可以设置某个vector base 寄存器，指定向量表在其他位置，比如设置 vector base 为0x80000000，指定为 DDR 的某个地址。但是表中的各个异常向量的偏移地址，是固定的：复位向量偏移地址是 0，中断是 0x18。