arm中斷是怎么實現的

arm中斷是怎么實現的

首先，了解什么是中斷。中斷是指在CPU執行某個程序時，突然發生的一些事件需要CPU立即停止正在執行的程序并去執行該事件相應的程序，這個過程叫做中斷。中斷是系統中一個重要的機制，能夠提高系統的實時性和可靠性。在ARM處理器中，中斷的實現主要涉及到下面的幾點。

一、中斷控制器

ARM系統中，中斷控制器是實現中斷的重要組成部分。中斷控制器的主要作用是監控外部硬件中斷請求并向CPU發出中斷請求信號，同時還需要根據優先級為CPU分配中斷請求。

ARM中斷控制器有兩種類型：簡單中斷控制器（Simple Interrupt Controller，簡稱SIC）和通用中斷控制器（Generic Interrupt Controller，簡稱GIC）。SIC適用于較為簡單的系統，而GIC則適用于較為復雜的系統，支持更多的中斷請求。具體地，GIC一般包含一個中央控制器，多個本地控制器和一個分配器。中央控制器負責處理高優先級中斷故障，本地控制器負責處理本地外設的中斷，分配器負責將中斷請求分配給本地控制器。

二、中斷向量表

在ARM中，中斷向量表是用來存儲中斷服務例程（Interrupt Service Routine，簡稱ISR）的一組內存區域。中斷向量表中有多個向量表項，每個向量表項對應一種中斷類型，其中存儲著相應的中斷服務例程的入口地址。

中斷服務例程是中斷處理程序，用于響應中斷事件。當中斷請求發生時，中斷控制器會向CPU發送中斷請求，此時CPU讀取中斷向量表中相應的向量表項得到ISR的入口地址，然后跳轉到該地址執行ISR。ISR會負責處理中斷事件，并將處理結果返回。

三、中斷的優先級

在ARM中，設備的中斷請求有不同的優先級，優先級越高的請求將先被響應。中斷優先級是在編譯鏈接時靜態確定的，每個設備都有一個預設的中斷請求優先級，這些優先級由系統設計人員在初始化系統時進行設置。

在中斷處理時，如果有多個中斷同時發生，CPU會先執行優先級最高的中斷，而其他中斷則被掛起。一旦執行完畢，CPU會返回到掛起的中斷程序中繼續執行，如此循環直至所有中斷都被處理完畢。

四、中斷處理流程

當外部設備發生中斷請求時，中斷控制器會對請求進行處理：

1、中斷請求的產生：外部設備發生某種事件的時候，向外部中斷控制器發出中斷請求。

2、中斷控制器的處理：中斷控制器接收到請求后，通過優先級算法，確定優先級最高的中斷，然后發送一個中斷請求到CPU。

3、中斷向量表的查詢：CPU響應中斷請求后，根據請求所對應的中斷類型，查詢中斷向量表得到對應的ISR入口地址。

4、執行ISR：CPU通過跳轉到ISR入口地址開始執行ISR代碼，中斷服務例程開始處理中斷事件。

5、保存現場：ISR代碼中，對于需要暫停程序的部分，需要保存當前程序現場以保證中斷處理結束后能正確恢復執行的指令。

6、處理中斷：在ISR中，處理中斷的對應邏輯，確定該中斷事件對應的操作，并執行相應的操作完成該中斷的處理。

7、恢復現場：中斷處理結束后，ISR需要恢復保存的現場，以便中斷結束后程序能繼續執行。

通過以上的流程，ARM的中斷處理功能才可以有效地響應外部設備中斷請求，并完成對應的中斷處理工作，起到保障系統實時性和可靠性的作用。