幾天前一個(gè)學(xué)生問(wèn)我ARM中斷嵌套的問(wèn)題，我才發(fā)現(xiàn)原來(lái)在我心中理所當(dāng)然的事對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)理解實(shí)屬不易。

ARM有七種模式，我們這里只討論SVC、IRQ和FIQ模式。

我們可以假設(shè)ARM核心有兩根中斷引腳（實(shí)際上是看不見(jiàn)的），一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin。在ARM的cpsr中，有一個(gè)I位和一個(gè)F位，分別用來(lái)禁止IRQ和FIQ。

先不說(shuō)中斷控制器，只說(shuō)ARM核心。正常情況下，ARM核都只是機(jī)械地隨著pc的指示去做事情，當(dāng)CPSR中的I和F位為1時(shí)，IRQ和FIQ全部處于禁止?fàn)顟B(tài)。無(wú)論你在irq pin和fiq pin上面發(fā)什么樣的中斷信號(hào)，ARM不會(huì)理你，你根本不能打斷它，因?yàn)樗岸@”，"眼瞎"了。

當(dāng)I位和F位為0時(shí)，irq pin上有中斷信號(hào)過(guò)來(lái)時(shí)，就會(huì)打斷arm的當(dāng)前工作，并且切換到IRQ模式下，跳到相應(yīng)的異常向量表（vector)位置去執(zhí)行代碼。這個(gè)過(guò)程是自動(dòng)的，但是返回到被中斷打斷的地方就得您親自動(dòng)手。

當(dāng)你跳到異常向量表，處于IRQ的模式的時(shí)候，此時(shí)如果irq pin上面又來(lái)中斷信號(hào)，此時(shí)ARM是不會(huì)理你的，irq pin就像秘書(shū)，ARM核心就像老板，老板本來(lái)在做事，然后來(lái)了一個(gè)客戶(hù)，秘書(shū)打斷它，讓客戶(hù)進(jìn)去。而此時(shí)再來(lái)一個(gè)客戶(hù)，要么秘書(shū)不斷去敲門(mén)問(wèn)，要么客戶(hù)走人。老板第一個(gè)客戶(hù)沒(méi)有會(huì)見(jiàn)完，不會(huì)理你。

但是有一種情況例外，當(dāng)ARM處在IRQ模式，這個(gè)時(shí)候fiq pin來(lái)了一個(gè)中斷信號(hào)，fiq pin是什么？快速中斷，好比公安局的來(lái)查刑事案件，才不管老板是不是在會(huì)見(jiàn)客戶(hù)，直接打斷，進(jìn)入到fiq模式，跳到相應(yīng)的fiq的異常向量表處去執(zhí)行代碼。那如果當(dāng)ARM處理FIQ模式，fiq pin又來(lái)中斷信號(hào)，也就是又一批公安來(lái)了，那沒(méi)戲，都是執(zhí)法人員，你打不斷我。如果此時(shí)irq pin來(lái)了呢？來(lái)了也不理，正在辦案，還敢來(lái)妨礙公務(wù)。

所以得出一個(gè)結(jié)論：IRQ模式只能被FIQ模式打斷，F(xiàn)IQ模式下誰(shuí)也打不斷。

在打不斷的情況下，irq pin 或fiq pin隨便你怎么發(fā)中斷信號(hào)，都是白發(fā)。

所以除了fiq能打斷irq以外，根本沒(méi)有所謂中斷嵌套的情況。

但是再怎么說(shuō)irq pin 和fiq pin加起來(lái)也就2根引腳，這么多中斷源，怎么辦呢？不可能誰(shuí)來(lái)了都直接敲門(mén)吧。

接下來(lái)該說(shuō)誰(shuí)來(lái)給irq pin或者 fiq pin發(fā)信號(hào)。從上文可以看到，可能是老板客戶(hù)，也可能是公安。在ARM中，這個(gè)事情由中斷控制器管理。

拿最簡(jiǎn)單的2410/2440的中斷控制器舉例，中斷控制器加一個(gè)子中斷控制器，還有一個(gè)外部中斷控制器管理了50多個(gè)中斷資源，說(shuō)穿了有50多個(gè)腳。這些腳除了外部中斷都是規(guī)定了功能的，比如WDT、LCD、DMA等，這個(gè)功能不能改，因?yàn)?410/2440內(nèi)部硬件連線已經(jīng)決定了。

當(dāng)WDT和DMA中斷都到來(lái)時(shí)，會(huì)被送到SRCPND寄存器中，兩個(gè)中斷都在里面，到底把哪一個(gè)送給ARM呢？這個(gè)時(shí)候先看INTMOD，也就是中斷模式寄存器：哪個(gè)中斷被設(shè)置成快速中斷，哪個(gè)就被送上去；如果兩個(gè)都被設(shè)置為快速中斷呢？這不可能，因?yàn)橥粫r(shí)間只能有一個(gè)中斷可以被設(shè)成快速中斷。所以，如果有快速中斷，這個(gè)時(shí)候直接給fiq pin發(fā)中斷信號(hào)，打斷ARM。

要是沒(méi)有快速中斷呢，這個(gè)時(shí)候就看INTMSK，看WDT和DMA有沒(méi)有被屏蔽，如果DMA在INTMSK被屏蔽，只有WDT繼續(xù)向上送，如果都沒(méi)有屏蔽，那么他們兩個(gè)同時(shí)進(jìn)入優(yōu)先級(jí)寄存器PRIORITY，在這里根據(jù)優(yōu)先級(jí)設(shè)置，一定會(huì)分出一個(gè)高一個(gè)低的優(yōu)先級(jí)出來(lái)，優(yōu)先級(jí)高的那個(gè)被送到INTPND寄存器，所以INTPND隨時(shí)隨地有且只有一個(gè)中斷在里面。只要INTPND里面有中斷，irq pin就不會(huì)一直不斷給ARM發(fā)中斷信號(hào)，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)的時(shí)候，中斷了ARM，這個(gè)時(shí)候ARM進(jìn)入相應(yīng)的異常向量并處于IRQ模式。

此時(shí)，INTPND仍然不斷的通過(guò)irq pin向ARM發(fā)中斷信號(hào)，但是此時(shí)ARM已經(jīng)處于IRQ模式，不會(huì)理睬你。當(dāng)你中斷處理完，要退出IRQ模式，這個(gè)時(shí)候要小心，如果退出IRQ模式之前不清除INTPND里面的中斷位，剛退出IRQ模式，又會(huì)被中斷，因?yàn)镮NTPND一直在發(fā)中斷信號(hào)。所以在退出IRQ模式前一定要清除INTPND里面的中斷位。

光清除INTPND里面的位還不行，因?yàn)镾RCPND里面WDT和DMA的中斷在，當(dāng)你剛清除完INTPND，結(jié)果SRCPND里面又選了一個(gè)中斷出來(lái)送到INTPND里面。所以正確的處理方法是退出IRQ模式之前，先清除SRCPND里相應(yīng)的中斷位，再清除INTPND里相應(yīng)的位。請(qǐng)注意，SRCPND里面可能有多個(gè)位，所以清除你已處理過(guò)的中斷就行，而INTPND里面只可能有一位，直接清掉即可。

再說(shuō)說(shuō)Linux的情況。Linux不用FIQ，只用到了IRQ。但是我們有時(shí)候一個(gè)中斷需要處理很長(zhǎng)時(shí)間，我們需要占用IRQ模式那么長(zhǎng)的時(shí)間嗎？不需要，linux在IRQ模式下只是簡(jiǎn)單的記錄是什么中斷，馬上切換回SVC模式，換句話說(shuō)，linux的中斷處理都是在SVC模式下處理的。

那么中斷號(hào)是怎么來(lái)的呢？它在ARM上固定死了，相應(yīng)的中斷號(hào)只有一個(gè)辦法得到：查詢(xún)irqs.h 。先用一個(gè)中斷號(hào)注冊(cè)一個(gè)中斷處理程序，當(dāng)中斷發(fā)生的時(shí)候，Linux怎么知道是我這個(gè)中斷號(hào)發(fā)生的中斷呢？在處理中斷的時(shí)候，先讀取INTPND，根據(jù)需要再讀取EINTPEND或SUBSRCPND計(jì)算出一個(gè)中斷號(hào)，相應(yīng)的處理算法在get_irq_nr_base這個(gè)宏中。irqs.h中的中斷號(hào)就是根據(jù)這個(gè)算法把每個(gè)中斷號(hào)算出來(lái)的。

審核編輯 ：李倩