一、目的
中斷服務程序在操作系統(tǒng)中無疑占有非常重要的地位，編寫中斷程序不僅要會運用底層的匯編語言，還要了解 ARM 的體系架構(gòu)。那這一節(jié)我們就通過中斷編程來響應 FS2410開發(fā)板上的 16 個按鍵，實現(xiàn)依次按下16個鍵時，D9~D12 四個 Led 從 0~15 進行計數(shù)，并通過上個實驗實現(xiàn)的 uart_printf 向串口發(fā)送數(shù)據(jù) Kn is pressed!。

二、代碼
我們直接分析代碼，代碼中只有簡略的注釋，必要時我會在整個代碼文件的后面對相應的細節(jié)進行解釋。先來分析 head.s:

@文件 head.s
.text
.global _start
_start:
@ Set vector table for interrupt
b reset
b HandleIRQ
b HandleIRQ
b HandleIRQ
b HandleIRQ
b HandleIRQ
b HandleIRQ @ handle irq interrupt here
b HandleIRQ
reset:
ldr r0, =0x53000000@ Close Watch Dog Timer
mov r1, #0x0
str r1, [r0]

@ disable all interrupts
mov r1, #0x4A000000
mov r2, #0xffffffff
str r2, [r1, #0x08] @ set INTMSK
ldr r2, =0x7ff
str r2, [r1, #0x1C] @ set INTSUBMSK

bl memory_setup@ Initialize memory setting
bl flash_to_sdram@ Copy code to sdram

msr cpsr_c, #0xd2@ set irq mode stack
ldr pc, =set_sp @ jump to addr 0x3000000
set_sp:
ldr sp, =0x31000000
msr cpsr_c, #0xdf@ set system mode stack
ldr sp, =0x32000000
bl init_irq @ Call init_irq
msr cpsr_c, #0x5f@ set system mode and open the irq

ldr sp, =0x34000000@ Set stack pointer
bl main
loop:
b loop
HandleIRQ:
sub lr, lr,#4 @ get the return addr
stmdb sp!, { r0-r12,lr } @ store used registers in stack
ldr lr, =int_return @ set retrun addr
ldr pc, =EINT_Handle @ jump to the interrup processing function
int_return:
ldmia sp!, { r0-r12,pc }^

呵呵，不知不覺 head.s 的代碼已經(jīng)很長了，我們來看一下它的執(zhí)行流程:
(1) 設(shè)置中斷向量表。你也許在這里有疑問，為什么一開始就有 8 個分支跳轉(zhuǎn)指令？我們先來研究一下 ARM 如何響應異常/中斷，看下表:

-------------------------------------------------------------
Exception Mode Address
-------------------------------------------------------------
Reset Supervisor0x00000000
Undefined Undefined0x00000004
Software InteruptSupervistor0x00000008
Prefetch AbortAbort 0x0000000C
Data AbortAbort0x00000010
IRQ (interupt)IRQ0x00000018
FIQ (fast interupt)FIQ0x0000001C
-------------------------------------------------------------

可以看出 ARM 支持 7 種異常/中斷，每種異常/中斷都有固定的地址，這個地址叫 中斷向量，一般我們會在這個地址放一條分支跳轉(zhuǎn)指令，當異常/中斷發(fā)生時，ARM 就到這個地址執(zhí)行這個跳轉(zhuǎn)指令，從而調(diào)用相應的中斷服務程序。

等等，這里是不是有點問題？呵呵，你也許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，這里只有 7 種異常/中斷，那我們的程序怎么會有 8 條分支跳轉(zhuǎn)指令呢? 因為中斷向量即地址 0x00000014 被ARM保留用做將來擴展之用，但我們還需用一條指令(4字節(jié))來填充這個位置，只不過它不會被 ARM 執(zhí)行。

(2) 關(guān)閉看門狗
(3) 暫時屏蔽所有中斷。
1.地址 0x4A000008 是中斷屏寄存器 INTMSK 的端口地址，復位 INTMSK 會導致所有的中斷源被屏掉。
2.地址 0x4A00001C 是子中斷屏寄存器 INTSUBMSK 的端口地址，它的低 11 位對應外部 11 個中斷源，高 21 位保留不用。復位它的低 11 位會導致相應的外部中斷被屏。
(4) 初始化內(nèi)存 SDRAM 設(shè)置
(5) Self-copying: 從 Nand Flash 將自身復制到 SDRAM
(6) 進入 IRQ 模式，設(shè)置 IRQ 模式下的堆棧寄存器
(7) 進入系統(tǒng)模式，并設(shè)置系統(tǒng)模式下的堆棧寄存器
(8) 系統(tǒng)模式下調(diào)用 init_irq，這個函數(shù)用于初始化一些用于響應按鍵的中斷寄存器
(9) 再次進入系統(tǒng)模式，并打開當前程序狀態(tài)寄存器 cpsr 的 IRQ 中斷位，這樣 ARM 就能響應 IRQ 中斷了
(10)執(zhí)行主函數(shù) main 后返回，然后進入死循環(huán)，等待中斷發(fā)生
(11)中斷發(fā)生時，ARM 響應中斷并于 0x00000018 處執(zhí)行 b HandleIRQ 跳轉(zhuǎn)指令調(diào)用中斷服務程序，處理完畢后返回循環(huán)處再等待下次中斷的發(fā)生，如此往復...

這就是中斷處理的基本流程了 :-)， 以下文件的代碼在前面隨筆均有詳細說明，這里就僅附簡略注釋了

@ 文件 flash.s
@ 作用:設(shè)置 Nand Flash 的控制寄存器、讀取 Nand Flash
@ 中的代碼到 SDRAM 的指定位置，更多細節(jié)請參考我前面的隨筆
.equ NFCONF, 0x4e000000
.equ NFCMD, 0x4e000004
.equ NFADDR, 0x4e000008
.equ NFDATA, 0x4e00000c
.equ NFSTAT, 0x4e000010
.equ NFECC, 0x4e000014
.global flash_to_sdram
flash_to_sdram:
@ Save return addr
mov r10,lr

@ Initialize Nand Flash
mov r0,#NFCONF
ldr r1,=0xf830
str r1,[r0]

@ First reset and enable Nand Flash
ldr r1,[r0]
bic r1, r1, #0x800
str r1,[r0]

ldr r2,=NFCMD
mov r3,#0xff
str r3,[r2]

@ for delay
mov r3, #0x0a
1:
subs r3, r3, #1
bne 1b

@ Wait until Nand Flash bit0 is 1
wait_nfstat:
ldr r2,=NFSTAT
ldr r3,[r2]
tst r3,#0x01
beq wait_nfstat

@ Disable Nand Flash
ldr r0,=NFCONF
ldr r1,[r0]
orr r1,r1,#0x8000
str r1,[r0]

@ Initialzie stack
ldr sp,=4096

@ Set arguments and call
@ function nand_read defined in nand_read.c
ldr r0,=0x30000000
mov r1,#0
mov r2,#1024*40
bl nand_read

@ return
mov pc,r10