arm中断是怎么实现的

ARM中断的实现是通过中断控制器和异常模式实现的。ARM处理器通过中断控制器来接收和处理外部的中断信号，而异常模式用于处理内部的异常事件。本文将详细介绍ARM中断的原理和实现方式。

一、ARM中断的分类
ARM中断可以分为两类：外部中断和内部异常。外部中断是指来自外部设备（如外部中断请求线或外设）的中断信号，而内部异常则是处理器内部出现的异常事件。

1. 外部中断：ARM处理器通过外部中断引脚（如IRQ和FIQ）接收外设发送的中断请求信号。当外设发出中断请求信号时，处理器会暂停当前任务，转入中断处理程序的执行。
2. 内部异常：内存访问错误、指令执行错误、数据传输错误等都属于内部异常。当处理器检测到这些异常事件发生时，会中断当前任务的执行，进入异常处理程序。

二、中断控制器
中断控制器是一个硬件模块，负责接收、分发和处理中断请求。ARM处理器一般都搭载了一个或多个中断控制器，如GIC（Generic Interrupt Controller）。

1. 中断请求的接收：中断控制器通过外部中断引脚（如IRQ和FIQ）接收外设发送的中断请求信号。这些引脚通过外部电平或电压的变化来传递中断请求信号给中断控制器。
2. 中断信号的分发：中断控制器将接收到的中断信号进行优先级排序，并选出优先级最高的中断信号，将其传递给处理器的中断请求引脚。处理器通过检查中断请求引脚的状态来判断是否有中断请求。
3. 中断处理程序的调度：一旦中断请求引脚有信号变化，处理器就会中断当前任务的执行，并转入中断处理程序。

三、异常模式
ARM处理器通过异常模式来处理内部异常事件。

1. 异常的触发：当处理器检测到某个内部异常事件发生时，例如除法错误、未定义指令、非法指令、数据传输错误等，会立即进入异常模式。
2. 异常处理程序：异常模式下，处理器会跳转至相应的异常处理程序，例如数据传输错误会跳转至数据终止处理程序。
3. 异常返回：当异常处理程序执行完毕后，需要通过异常返回指令将控制权交还给中断/异常产生前的程序。这样，处理器就可以继续执行原来的任务。

四、中断和异常处理流程

1. 中断处理流程：当中断请求引脚有信号变化时，处理器会执行以下步骤：
   a) 保存当前任务的上下文，包括寄存器的状态和执行状态。
   b) 确定中断类型，并调用相应的中断处理程序。
   c) 在中断处理程序中保存其他必要信息，并根据业务需求执行相关操作。
   d) 从保存的上下文中恢复任务的状态，并继续执行中断前的任务。
2. 异常处理流程：当处理器检测到内部异常事件发生时，会执行以下步骤：
   a) 保存当前任务的上下文，包括寄存器的状态和执行状态。
   b) 根据异常类型，跳转至相应的异常处理程序。
   c) 在异常处理程序中保存其他必要信息，并根据业务需求执行相关操作。
   d) 从保存的上下文中恢复任务的状态，并继续执行发生异常的指令或跳转至其他指令。

五、中断与异常处理的关系
中断和异常的共同点在于它们都可以中断当前任务的执行，转移到相应的处理程序中。不同之处在于中断是从外部设备发起的，而异常则是处理器内部的错误或特殊事件。

在ARM处理器中，中断的优先级通常高于异常。当处理器同时收到中断请求和异常事件时，中断请求会优先被处理。这是因为中断往往需要及时响应外部设备的请求，而异常则是错误或特殊事件的处理，相对而言可以稍后处理。

六、中断优先级
ARM处理器的中断请求可以设置不同的优先级。通常，高优先级的中断请求会优先被处理，而低优先级的中断请求则会被忽略，直到高优先级的中断处理完成。

中断优先级的设置可以通过中断控制器完成。中断控制器将收到的中断请求进行优先级排序，并将优先级最高的中断请求传递给处理器。处理器会根据中断请求的优先级来决定是否中断当前任务。

总结
ARM中断的实现是通过中断控制器和异常模式来实现的。中断控制器负责接收和分发外设发送的中断请求信号，而异常模式用于处理处理器内部的异常事件。中断和异常都可以中断当前任务的执行，并跳转至相应的处理程序。中断和异常的处理流程类似，但用途不同。中断通常用于及时响应外部设备的请求，而异常用于处理处理器内部的错误或特殊事件。