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14.1异常与中断_概念引入与处理流程

2020-08-23 11:19 作者:韦东山  | 我要投稿

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?

  1. 过一会打开一次房门,看婴儿是否睡醒,让后接着看书

  2. 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: 

第二种叫中断方式

  • 优点:不累

  • 缺点:复杂

写程序: 

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。 

(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):

b1分辨中断源

b2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) 


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