中断概念介绍(一)

第001节_概念引入与处理流程
取个场景解释中断。
假设有个大房间里面有小房间，婴儿正在睡觉，他的妈妈在外面看书。
问：这个母亲怎么才能知道这个小孩醒？

过一会打开一次房门，看婴儿是否睡醒，让后接着看书

一直等到婴儿发出声音以后再过去查看，期间都在读书

第一种 叫做查询方式：
优点：简单
缺点： 累
写程序如何：
while(1)
{
1 read book(读书)
2 open door（开门）
if(睡)
return(read book)
else
照顾小孩

}

第二种叫中断方式：
优点：不累
缺点：复杂
写程序：

while(1)
{
read book
中断服务程序()//如何被调用？
{
处理照顾小孩
}
}
我们看看母亲被小孩哭声打断如何照顾小孩？
母亲的处理过程:
1 平时看书
2 发生了各种声音，如何处理这些声音
有远处的猫叫（听而不闻，忽略）
门铃声有快递（开门收快递）
小孩哭声（打开房门，照顾小孩）
3 母亲的处理
只会处理门铃声和小孩哭声
a 现在书中放入书签，合上书(保存现场)
b 去处理 (调用对应的中断服务程序)
c 继续看书(恢复现场)

不同情况，不同处理：
a 对于门铃：开门取快件
b 对于哭声:照顾小孩

我们将母亲的处理过程抽象化——母亲的头脑相当于CPU
耳朵听到声音会发送信号给脑袋，声音来源有很多种，有远处的猫叫，门铃声，小孩哭声。这些声音传入耳朵，再由耳朵传给大脑，除了这些可以中断母亲的看书，还有其他情况，比如身体不舒服，有只蜘蛛掉下来，对于特殊情况无法回避，必须立即处理

对比我们的arm系统

有CPU，有中断控制器。
中断控制器可以发信号给CPU告诉它发生了那些紧急情况
中断源有按键、定时器、有其它的（比如网络数据）
这些信号都可以发送信号给中断控制器，再由中断控制器发送信号给CPU表明有这些中断产生了，这些成为中断(属于一种异常)

还有什么可以中断CPU运行？
指令不对，数据访问有问题
reset信号，这些都可以中断CPU 这些成为异常中断

重点在于保存现场以及恢复现场

处理过程
a 保存现场(各种寄存器)
b 处理异常(中断属于一种异常)
c 恢复现场

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: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 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。如下就是异常向量表,对于不同的异常都有一条跳转指令。
.globl _start
_start: b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr 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
//我们先在0x18这里放 ldr pc ,__irq,于是cpu最终会跳去执行__irq代码
//保护现场，调用处理函数，恢复现场
(3-5都是硬件强制做的)
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
对比母亲的处理过程来比较arm中断的处理过程。

中断处理程序怎么被调用？
CPU—>0x18 --跳转到其他函数->
做保护现场
调用函数
分辨中断源
调用对应函数
恢复现场
cpu到0x18是由硬件决定的，跳去执行更加复杂函数(由软件决定)