傳統(tǒng)ARM中可嵌套的IRQ程序

不過(guò)，ARM給了我們一種權(quán)利，那就是在中斷處理程序中可以手動(dòng)打開(kāi)IRQ，這樣在前一個(gè)IRQ響應(yīng)的過(guò)程中，就可以被后來(lái)的中斷所打斷。就給我們提供了一種用軟件解決中斷嵌套的途徑。

中斷的過(guò)程我們都十分清楚：保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)à響應(yīng)中斷à恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。ARM對(duì)于每一種異常都有相應(yīng)的堆棧寄存器，且會(huì)自動(dòng)切換，互不影響。所以自然而然地，在嵌套中，我們可以用SP_irq來(lái)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。流程如下所示：

1.2.3.4.5.6.7.7.17.27.37.47.57.67.77.87.97.10通過(guò)LR_irq跳轉(zhuǎn)回到7

7.11ARM自動(dòng)從SPSR_irq恢復(fù)CPSR

8.9.10.11.

這樣就實(shí)現(xiàn)了嵌套，而且只要堆棧夠大，可以嵌套很多層。不考慮優(yōu)先級(jí)，或者把優(yōu)先級(jí)教給中斷控制器管理，這樣已經(jīng)不錯(cuò)了吧，雖然不愿意這么說(shuō)，但是問(wèn)題還是來(lái)了。

在上面的流程中，有一步是根據(jù)中斷號(hào)進(jìn)行中斷服務(wù)。對(duì)于不同的中斷源，我們一般都會(huì)用不同函數(shù)來(lái)寫(xiě)中斷服務(wù)，這樣不僅清晰，也利于將不同功能的模塊分割開(kāi)。這樣我們就需要將這步變?yōu)椋焊鶕?jù)中斷號(hào)進(jìn)入服務(wù)子程序。這步中，我們會(huì)牽涉到函數(shù)調(diào)用。在函數(shù)調(diào)用過(guò)程中，一般都會(huì)先將PC保存在LR_irq中，在返回時(shí)，再將LR_irq恢復(fù)到PC。這也正是LR的作用所在。

正是這個(gè)事實(shí)，導(dǎo)致了問(wèn)題的發(fā)生。想象這種情況：當(dāng)我們進(jìn)入服務(wù)子程序后，此時(shí)LR_irq正是我們程序的返回地址。這時(shí)，第二個(gè)中斷到來(lái)了，回憶一下中斷發(fā)生時(shí)ARM自動(dòng)做了什么，ARM將PC保存到了LR_irq中！就這樣，LR_irq被篡改了，因?yàn)槲覀儫o(wú)法預(yù)料到中斷什么時(shí)候到來(lái)，我們也就根本無(wú)法保存這個(gè)被篡改的LR_irq。程序響應(yīng)好第二個(gè)中斷后，一路返回到這個(gè)LR_irq，毫無(wú)意外的，就跑飛了。

很掃興吧，不過(guò)我們自然有辦法解決這個(gè)問(wèn)題。辦法就是在進(jìn)入服務(wù)子程序之前，先將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到SVC狀態(tài)，這樣，子程序被調(diào)用時(shí)返回地址就會(huì)被保存在LR_svc中，也就不會(huì)再被第二個(gè)中斷所篡改。流程如下，和第一次不同的地方都用紅色標(biāo)注。

1.2.3.4.5.6.7.8.9.9.19.29.39.49.59.69.79.89.99.10關(guān)閉IRQ使能位

9.11從SP_svc所指示的堆棧中恢復(fù)R0-R3，LR_svc

9.12更改系統(tǒng)狀態(tài)為IRQ

9.13從SP_irq堆棧中恢復(fù)通用寄存器、LR_irq、SPSR_irq

9.14通過(guò)LR_irq跳轉(zhuǎn)回到9

9.15ARM自動(dòng)從SPSR_irq恢復(fù)CPSR

10.11.12.13.14.15.

這樣我們既可以用中斷服務(wù)子程序，也不怕LR被篡改了。我們?cè)賮?lái)看一下嵌套過(guò)程中的堆棧使用情況。在進(jìn)入SVC狀態(tài)之前，使用IRQ的堆棧，保存嵌套所需的通用寄存器、LR_irq和SPSR_irq。進(jìn)入SVC狀態(tài)之后，使用SVC堆棧，需要保存調(diào)用函數(shù)規(guī)定的R0-R3，LR_svc。當(dāng)然在中斷服務(wù)例程中，也是使用SVC堆棧。可見(jiàn)兩個(gè)狀態(tài)的堆棧都被使用了。當(dāng)然，因?yàn)橹袛喾?wù)例程使用SVC堆棧，我們也可以考慮將嵌套所需的堆棧也放到SVC中，這樣就不需要IRQ堆棧了。流程上和前面這種方法很相似，只不過(guò)要將保存LR_irq和SPSR_irq的時(shí)間放到進(jìn)入SVC態(tài)之后，方法可以是通過(guò)通用寄存器拷貝。最后也不必再返回IRQ態(tài)，可以直接通過(guò)SPSR_svc和LR_svc來(lái)推出中斷處理程序。

程序貼在下面，用的是堆棧分開(kāi)的方法，只是示例。