VxWorks基于AT91RM9200處理器的中斷處理

3 VxWorks中斷模塊實現機制

3.1 異常中斷向量表的生成及實現

　　在usrInit()函數中通過intVecBaseSet((FUNCPTR*)VEC_BASE_ADRS)函數對異常中斷向量表的基址進行設置， VEC_BASE_ADRS在configall.h中定義為程序運行空間的起始地址，但是在ARM中并沒有中斷基址寄存器，由于ARM9有重影射機制，可以將程序運行空間的起始地址影射成0地址，這也符合ARM體系結構通常都是把異常中斷向量表放在0地址處的慣例，異常中斷向量表可以從反匯編 bootrom_uncmp后的0地址處看到。當有內置的外設中斷或外部中斷產生時，系統首先跳轉到異常中斷向量表的0x18處，此處是IRQ中斷向量的位置，該內存中放置的是一條跳轉指令，因為excVecInit()對中斷向量表初始化后，生成了一個exeEnterTbl，在這個表中列出了異常向量和對應入口函數的結構表，exeEnterTbl結構如圖2所示。

　
圖2 excEnterTbl的結構

　　由于ARM9用了重影射機制，因此重影射之后，系統將LOCAL_MEM_LOCAL_ADRS影射成0地址，中斷向量表從0地址處開始。從 excVecInit()的反匯編代碼可以看出，系統把指令ldr pc,[pc,#244]的反匯編代碼放在了從0x00000004開始的每個異常中斷向量地址處，也就是將excEnterTbl中每個異常處理函數的入口地址都放在了(0xF4+0x8+0x4+所對應異常相對于未定義指令異常(0x00000004)的偏移)的內存中，這樣就將異常向量和異常處理入口函數關聯起來了。

3.2 中斷向量表的結構及生成

　　那么當系統產生中斷后，VxWorks是如何設置中斷向量表，并且將中斷向量和中斷處理入口程序關聯起來的呢?和異常向量表有點類似，但是中斷向量表是VxWorks操作系統動態分配的一段連續的內存空間，這個空間的結構如圖3所示。

　
圖3 VxWorks中斷向量表的結構

　　因為是動態分配，所以在這段內存空間中，操作系統只給當前中斷分配了中斷號、中斷處理函數的入口和被傳遞的參數。每個中斷源按照中斷號順序排列，在為每個中斷源分配的內存空間中頭4個字節是中斷向量表的初始化函數的入口，該函數對于每個中斷源來說是通用的，然后順序放置的是中斷號、中斷處理函數入口和被傳遞的參數.通過intconnect()函數可以將中斷向量和中斷處理函數關聯起來，因此在系統獲知了發生中斷的中斷號時，就可以找到相應的中斷處理函數去處理該中斷。當發生IRQ異常時，系統強制把程序指針拉到0x18處，在0x18處是這樣一條指令ldrpc,[pc,#244]，IRQ異常相對于未定義指令異常的偏移是0x14，所以相當于把0x114地址處的內容賦給pc，而0x114處的內容正是IRQ異常向量處理的入口函數intEnt的地址，因此程序跳轉到intent處去執行。

4 中斷處理跟蹤調試的部分反匯編代碼

　　通過使用ARM Developer Site仿真器，在0x18處設置斷點后單步執行來分析中斷處理的過程。中斷處理函數的入口處代碼如下：


　　2070b174[0xe59fb410] ldr r11,0x2070b58c; /*=#0x207a40c8,0x207a40c8是中斷向量表的位置*/
　　2070b178[0xe59dc018] ldr r12,[r13,#0x18] /*將0x207b1ce8中的內容給r12應該是中斷號!!!*/
　　2070b17c[0xe59bb000] ldr r11,[r11,#0] /*0x207a40c8處的內容是0x21ffbef8*/
　　2070b180[0xe08b318c] add r3,r11,r12,lsl #3 /*將0x21ffbef8(內存地址)給r3，0x21ffbef8的內容是向量0x207064b0，這是debug口中斷處理函數的入口*/
　　2070b184[0xe79ba18c] ldr r10,[r11,r12,lsl#3]
　　2070b188[0xe5930004] ldr r0,[r3,#4] /*相應的參數傳遞給r0*/
　　2070b18c[0xe1a0e00f] mov r14,pc
　　2070b190[0xe1a0f00a] mov pc,r10 /* r10=0x207064b0，跳轉到debug口中斷處理函數處執行*/
　　0x21ffbef8(中斷向量表基址)處的情況是：
　　21ffbef8[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.p
　　21ffbefc[0x00000000] dcd 0x00000000....
　　21ffbf00[0x207064b0] dcd 0x207064b0.dp
　　21ffbf04[0x207a9990] dcd 0x207a9990..z
　　21ffbf08[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.p
　　21ffbf0c[0x00000002] dcd 0x00000002....
　　21ffbf10[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.P
　　21ffbf14[0x00000003] dcd 0x00000003....
　　21ffbf18[0x2070b434] dcd 0x2070b434 4.P
　　21ffbf1c[0x00000004] dcd 0x00000004....

5 結語

　　Vxworks操作系統首先調用excVecInit()生成一個異常中斷向量表excEnterTbl，當有IRQ中斷發生時，根據 excEnterTbl中0x00000018處的指令ldr pc,[pc,#244]跳轉到0x00000114處，即IRQ異常中斷的入口處intEnt執行，隨后通過讀AIC_IVR寄存器得到當前優先級最高的中斷，返回這個中斷號，并跳轉到intConnect()函數給該中斷號關聯的中斷處理程序入口去執行。在這個過程中，中斷向量表的生成是 Vxworks動態分配的，在AT91RM9200中，為0到31號中斷源在中斷向量表中都分配了空間，該空間的格式固定。中斷處理結束后，通過往 AIC_EIOC寄存器中寫任意值，從中斷中返回。