.Net Micro Framework的中断处理机制相对比较简单,不支持中断嵌套,中断优先级功能的实现由相关硬件提供支持,软件层面仅仅进行相关优先级的设定即可。
下面以TI DM335开发板为例简单介绍一下相关技术细节(这里仅介绍普通中断IRQ)。
1 中断向量表
我们知道中断向量表一般默认的存放在内存0起始地址处。
先让我们在NativeSample或TinyCLR目录中找到Scatterfile_tools_xxx.xml文件,我们会发现在其中都会有如下这么一段文字:
<ExecRegion Name="ER_RAM_RO" Base="0x00000000" Options="ABSOLUTE" Size="0x1A000">
<FileMapping Name="VectorsTrampolines.obj" Options="(+RO, +FIRST)" />
</ExecRegion>
这是一个编译选项,告诉arm编译器,连接时把VectorsTrampolines.obj的相关内容放在位置0处(我们可以用WinHex查看编译后的Bin文件,我们会发现Bin文件中最开始的内容就是中断向量表的内容)。
下面是VectorsTrampolines.s文件的汇编代码:
;**************************************************************************
IMPORT UNDEF_SubHandler
IMPORT ABORTP_SubHandler
IMPORT ABORTD_SubHandler
IMPORT IRQ_Handler ; from stubs.cpp
EXPORT arm_Vectors
;**************************************************************************
AREA |.text|, CODE, READONLY
; ARM directive is only valid for arm/THUMB processor, but not CORTEX
IF :DEF:COMPILE_arm :LOR: :DEF:COMPILE_THUMB
arm
ENDIF
arm_Vectors
; RESET
RESET_VECTOR
b UNDEF_VECTOR
; UNDEF INSTR
UNDEF_VECTOR
ldr pc, UNDEF_SubHandler_Trampoline
; SWI
SWI_VECTOR
DCD 0xbaadf00d
; PREFETCH ABORT
PREFETCH_VECTOR
ldr pc, ABORTP_SubHandler_Trampoline
; DATA ABORT
DATA_VECTOR
ldr pc, ABORTD_SubHandler_Trampoline
; unused
USED_VECTOR
DCD 0xbaadf00d
; IRQ
IRQ_VECTOR
ldr pc, IRQ_SubHandler_Trampoline
; FIQ
; we place the FIQ handler where it was designed to go, immediately at the end of the vector table
; this saves an additional 3+ clock cycle branch to the handler
FIQ_Handler
IF :DEF: FIQ_SAMPLING_PROFILER
ldr pc,FIQ_SubHandler_Trampoline
FIQ_SubHandler_Trampoline
DCD FIQ_SubHandler
ENDIF
UNDEF_SubHandler_Trampoline
DCD UNDEF_SubHandler
ABORTP_SubHandler_Trampoline
DCD ABORTP_SubHandler
ABORTD_SubHandler_Trampoline
DCD ABORTD_SubHandler
; route the normal interupt handler to the proper lowest level driver
IRQ_SubHandler_Trampoline
DCD IRQ_Handler
;**************************************************************************
从中我们可以看出,当硬件触发IRQ中断时,跳转的最终位置为IRQ_Handler.
「疑问」中断向量表的内容最开始的时候一定是存放在Flash(或其它存储介质)中,它是如何被转移到内存0处的呢(当然调试时也可以通过调试器把中断向量表直接Download到内存中去)?
「解答」在FirstEntry.s汇编代码中有这么一句代码 “bl BootstrapCode”,BootstrapCode是一个子函数,该函数优先于“b BootEntry”执行,在BootstrapCode函数中又调用了一个子函数PrepareImageRegions,在PrepareImageRegions函数中我们就可以看到拷贝中断向量表的相关代码:
UINT32* src = (UINT32*)&LOAD_RAM_RO_BASE;
UINT32* dst = (UINT32*)&IMAGE_RAM_RO_BASE;
UINT32 len = (UINT32 )&IMAGE_RAM_RO_LENGTH + (UINT32)&Image$$ER_RAM_RW$$Length;
Prepare_Copy( src, dst, len );
注:FIQ_SAMPLING_PROFILER选项是没有定义的,所以在DM335开发板上支持FIQ是有问题的。
2 中断函数(IRQ_Handler)
中断向量表一经设置,则触发相关中断时,CPU会把PC指针指到相关的入口地址处,对IRQ中断来说,其入口地址就是IRQ_Handler.
对DM335平台,IRQ_Handler函数的内容如下:
void __irq IRQ_Handler(void)
{
DM335_INTC_Driver::IRQ_Handler();
}
void /*__irq*/DM335_INTC_Driver::IRQ_Handler(void)
{
DM335_INTC &pAic = DM335::INTC();
unsigned int index;
// set before jumping elsewhere or allowing other interrupts
SystemState_SetNoLock(SYSTEM_STATE_ISR);
SystemState_SetNoLock(SYSTEM_STATE_NO_CONTINUATIONS);
while(pAic.IRQENTRY != 0x0)
{
index = (pAic.IRQENTRY>>2) - 1;
if(index < 32)
pAic.IRQ0 |= 1 << index;
else
pAic.IRQ1 |= 1 << (index % 32);
s_IsrTable[index].Handler.Execute(); //执行对应的中断处理函数
}
SystemState_ClearNoLock(SYSTEM_STATE_NO_CONTINUATIONS); // nestable
SystemState_ClearNoLock(SYSTEM_STATE_ISR); // nestable
}