ARM系统中断产生流程
来源：互联网 发布：小米4屏幕裂了失灵淘宝 编辑：程序博客网 时间：2024/05/21 06:41
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中断源按照硬件位置分为外部中断源和内部中断源，外部中断源和内部中断源又包含子外部中断源和子内部中断源，如上图所示（画了一整天）。
1.子内部中断源的产生
以UART0接收数据产生INT_RXD0中断为例，INT_RXD0产生后进入SUBSRCPND子中断源暂存寄存器，设置INT_RXD0对应的中断位，中断信号经过INTSUBMSK子中断屏蔽寄存器，如果INT_RXD0信号对应位没有被置位（屏蔽掉），中断信号继续向前传递，经过子内部中断源聚合器，将INT_RXD0聚合成对应的中断源信号INT_UART0，设置SRCPND中断源暂存寄存器里INT_UART0位，经过INTMSK中断屏蔽寄存器，如果INT_UART0信号没有被屏蔽掉，中断信号进入INTMOD中断模式寄存器判断是否为快速中断，如果被编程为快速中断，直接打断ARM内核，进入中断处理，如果中断信号为一般中断，进入中断优先级仲裁器进入优先级仲裁，如果INT_UART0信号为最高优先级或只有INT_UART0中断信号产生，则该中断信号被记录到INTPND最高优先级中断暂存寄存器，同时设置INTOFFSET的值为中断号28，最终将中断信号打断ARM内核进行中断处理。如果同时产生多个中断且INT_UART0不是最高优先级，则该中断信号不会被处理，等最高优先级信号处理完后，再次进行优先级仲裁，也就是说中断信号不消失，一直保存在SRCPND里，只到被处理为止。
2.内部中断源的产生
该过程在子内部中断处理过程中已经包含，中断信号产生后直接进入SRCPND里，然后经历上述子内部中断后期处理过程。
3.子外部中断的产生
外部中断源共有24个，其中EINT0~EINT3为外部中断源，EINT4_7，EINT8_23为复合中断源，他们包含有子外部中断源。
由于外部硬件直接挂接到I/O Ports（详见S3C2440A硬件手册第9章）上的，我们要想让外设硬件中断得到处理，要先从EINT0~EINT23里选择中断信号，我们以EINT11为例，介绍子外部中断处理过程。
通常CPU内部引出引脚都是复用的，也就是说一根CPU引脚可以有多种功能，可以设置其为输入信号线，输出信号线或中断信号线，要想让硬件产生中断，首先要对可以产生中断的引脚进行编程，设置该引脚为中断信号线。EINT11中断信号对应CPU引脚为GPG3，通过设置GPGCON[7:6] = 0b10，可以设置该引脚为中断信号线。
表3-14 GPGCON寄存器
设置了CPU管脚为中断信号线之后，还要通过设置EXTINT0寄存器来指定中断信号的触发方式：高电平触发，低电平触发，电平上升沿，下除沿，双沿触发。
图3-9电平信号触发示意图
由于按键按下时让它产生中断，也就是从高电平变为低电平时产生(上节按键中断原理)，因此我们设置EINT11中断信号的触发方式为下降沿触发，EXTINT1[14:12] = 0b01x
表3-15 EXTINT1寄存器
设置完触发方式之后，当外设中断信号线上的电平达到触发条件时，通过外部中断产生器产生中断信号，然后将子外部中断暂存寄存器EINTPND中对应的EINT11位置1，中断信号再进入EINTMSK子外部中断屏蔽寄存器，如果EINT11中断源信号没有被屏蔽，则EINT11中断信号进入子外部中断聚合器，复合成EINT8_23中断信号，然后再经历与前面子内部中断信号一样的处理机制。
（1）EINTPEND外部中断暂存寄存器
表3-16外部中断暂存寄存器（EINTPEND）
寄存器名
地址
是否读写
描述
复位默认值
EINTPEND
0x560000A8
R/W
外部中断信号暂存寄存器
0：没有中断请求信号
1：中断请求信号产生
0x0000000
EINTPEND
位
描述
初始值
EINT23
[23]
0 = 未产生中断 1 =产生中断
0
…
…
…
…
EINT4
[4]
0 = 未产生中断 1 =产生中断
0
保留位
[3:0]
无
0000
（2）EINTMASK外部中断屏蔽寄存器
表3-17外部中断屏蔽寄存器（EINTMASK）
寄存器名
地址
是否读写
描述
复位默认值
EINTMASK
0x560000A4
R/W
外部中断信号屏蔽寄存器
0：未屏蔽，中断可用
1：屏蔽中断信号
0x000FFFFF
EINTMASK
位
描述
初始值
EINT23
[23]
0 = 未屏蔽1 =屏蔽中断
1
…
…
…
…
EINT4
[4]
0 = 未屏蔽1 =屏蔽中断
1
保留位
[3:0]
无
1111
4.外部中断源的产生
外部中断产生过程读者可以根据上面中断图自行分析。
按键控制LED灯实验
本实验分三个版本，分别针对三种开发板：友善之臂QQ2440，友善之臂MINI2440，天嵌TQ2440。每种开发板对应工程在：“sys_irq_开发板名”目录下。下面实验内容为针对MINI2440开发板。
head.s：
主要实现安装异常向量表，处理复位异常，初始化必要硬件，中断入口处理等功能。
;**********************************************************************
;系统中断实验（MINI2440）
;**********************************************************************
GPBCON EQU 0x56000010
GPBDAT EQU 0x56000014
EXPORT SYS_IRQ
AREA SYS_IRQ,CODE,READONLY
ENTRY
;**********************************************************************
; 设置中断向量,除Reset和HandleIRQ外，其它异常都没有使用(如果不幸发生了，
; 将导致死机)
;**********************************************************************
; 0x00: 复位Reset异常
b Reset
; 0x04:未定义异常（未处理）
HandleUndef
b HandleUndef
; 0x08:软件中断异常（未处理）
HandleSWI
b HandleSWI
; 0x0c:指令预取异常（未处理）
HandlePrefetchAbt
b HandlePrefetchAbt
; 0x10:数据访问中止异常（未处理）
HandleDataAbt
b HandleDataAbt
; 0x14:未使用异常（未处理）
HandleNotUsed
b HandleNotUsed
; 0x18:一般中断异常，跳往HandleIRQ
b HandleIRQ
; 0x1c:快速中断异常（未处理）
HandleFIQ
b HandleFIQ
Reset ; 复位异常处理入口
; 关闭看门狗
ldr r0, = 0x53000000
mov r1, #0
str r1, [r0]
bl initmem
ldr sp, =0x32000000 ; 设置管理模式栈指针
IMPORT uart_init
bl uart_init ; UART串口初始化
IMPORT irq_init
bl irq_init ; 系统中断初始化
IMPORT key_init
bl key_init ; 按键初始化
IMPORT led_init
bl led_init ; LED灯初始化
msr cpsr_cxsf, #0xd2 ; 切换到中断模式下
ldr sp, =0x31000000 ; 设置中断模式栈指针
msr cpsr_cxsf, #0x13 ; 返回管理模式
ldr lr, =halt_loop ; 设置管理模式下返回地址
IMPORT main
ldr pc, =main ; 跳入主函数main里执行
;***********************************************************************
; 中断处理
;***********************************************************************
HandleIRQ
sub lr,lr,#4 ; 修正返回地址
stmdb sp!,{r0-r12,lr} ; 保存程序执行现场
ldr lr,=int_return ; 设置中断处理程序返回地址
IMPORT handle_irq
ldr pc,=handle_irq ; 跳入中断处理程序
int_return ; 中断处理返回标签
ldmia sp!,{r0-r12,pc}^ 恢复程序执行现场，返回继续执行
halt_loop
b halt_loop
initmem
ldr r0, =0x48000000
ldr r1, =0x48000034
;ldr r2, =memdata
adr r2, memdata
initmemloop
ldr r3, [r2], #4
str r3, [r0], #4
teq r0, r1
bne initmemloop
mov pc,lr
memdata
DCD 0x22000000 ;BWSCON
DCD 0x00000700 ;BANKCON0
DCD 0x00000700 ;BANKCON1
DCD 0x00000700 ;BANKCON2
DCD 0x00000700 ;BANKCON3
DCD 0x00000700 ;BANKCON4
DCD 0x00000700 ;BANKCON5
DCD 0x00018005 ;BANKCON6
DCD0x00018005 ;BANKCON7
DCD 0x008e07a3 ;REFRESH
DCD 0x000000b1 ;BANKSIZE
DCD 0x00000030 ;MRSRB6
DCD 0x00000030 ;MRSRB7
END ; 代码结束
该程序主要设置异常向量表，除了Reset异常和中断处理被处理以外，其它异常都未被处理，如果发生时，会产生死循环，Reset异常里主要实现了硬件的基本初始化，如：按键，LED灯等，设置栈指针，用于执行C程序，最后跳入C程序的main函数。在中断处理异常处理中首先修正返回地址，保存用户执行现场，跳入到中断处理例程中执行。
sys_init.c：
硬件初始化文件，里面包含LED，KEY的初始化函数。
#include "register.h"
#include "comm_fun.h"
#define TXD0READY (1<<2) //发送数据状态OK
#define RXD0READY (1) //接收数据状态OK
/* UART串口初始化 */
void uart_init()
{
GPHCON |= 0xa0; //GPH2,GPH3 used as TXD0,RXD0
GPHUP = 0x0; //GPH2,GPH3内部上拉
ULCON0 = 0x03; //8N1
UCON0 = 0x05; //查询方式为轮询或中断;时钟选择为PCLK
UFCON0 = 0x00; //不使用FIFO
UMCON0 = 0x00; //不使用流控
UBRDIV0 = 12; //波特率为57600,PCLK=12Mhz
}
/* UART串口单个字符打印函数 */
extern void putc(unsigned char c)
{
while( ! (UTRSTAT0 & TXD0READY) );
UTXH0 = c;
}
/* UART串口接受单个字符函数 */
extern unsigned char getc(void)
{
while( ! (UTRSTAT0 & RXD0READY) );
return URXH0;
}
/* UART串口字符串打印函数 */
extern int printk(const char* str)
{
int i = 0;
while( str[i] ){
utc( (unsigned char) str[i++] );
}
return i;
}
/*按键初始化 */
int key_init()
{
//设置K1,K2,K3,K4,K5,K6对应控制寄存器为中断模式
GPGCON = (2<<0) | (2<<6) | (2<<10) | (2<<12) | (2<<14) | (2<<22);
/*
01x falling edge triggered下降沿触发
10x Rising edge triggered上升沿触发
11x Both edge triggered双沿触发
*/
// 设置K1，K2，K3，K4，K5按键中断触发方式为上升沿触发
EXTINT1 = (3<<0) | (3<<12) | (3<<20) | (3<<24) | (3<<28);
EXTINT2 = (3<<12); // 设置K6按键中断触发方式为上升沿触
printk("按键初始化OK/r/n");
return 0;
}
/* Led1~Led4初始化*/
#define LED1 (1<<5) //LED1 GPBDAT[5]
#define LED2 (1<<6) //LED2 GPBDAT[6]
#define LED3 (1<<7) //LED3 GPBDAT[7]
#define LED4 (1<<8) //LED4 GPBDAT[8]
/*点亮对应num号led灯 */
extern int led_on(int num)
{
switch(num)
{
case 1:
GPBDAT = GPBDAT & ~LED1; break;
case 2:
GPBDAT = GPBDAT & ~LED2; break;
case 3:
GPBDAT = GPBDAT & ~LED3; break;
case 4:
GPBDAT = GPBDAT & ~LED4; break;
default:
return 0;
}
return num;
}
/*关闭num号led灯 */
extern int led_off(int num)
{
switch(num)
{
case 1:
GPBDAT = GPBDAT | LED1; break;
case 2:
GPBDAT = GPBDAT | LED2; break;
case 3:
GPBDAT = GPBDAT | LED3; break;
case 4:
GPBDAT = GPBDAT | LED4; break;
default:
return 0;
}
return num;
}
/*关闭全部led灯*/
extern int all_led_off(void)
{
GPBDAT = GPBDAT | LED1 | LED2 | LED3 | LED4;
return 0;
}
/* led灯初始化 */
int led_init(void)
{
GPBCON = 0x15400; //设置GPB7为输出口
all_led_off();
printk("led初始化OK/r/n");
return 0;
}
/*中断初始化 */
void irq_init(void)
{
// 打开KEY1~KEY6的屏蔽位
INTMSK &= ~(1<<5);
EINTMASK &= ~((1<<8) | (1<<11) | (1<<13) | (1<<14) | (1<<15) | (1<<19));
printk("中断初始化OK/r/n");
}
该文件是相关硬件初始化程序，主要包含了看门狗驱动，按键驱动，系统中断驱动，LED驱动。
handle_irq.c:
中断处理函数，查出中断源，中断处理，清除中断源。
#include "register.h"
#include "comm_fun.h"
#define EINT_Key_REQUEST 5 // Key中断源中断号（6个按键全部使用外部子中断）
#define K1_EINT_BIT (1<<8) // K1外部子中断位
#define K2_EINT_BIT (1<<11) // K2外部子中断位
#define K3_EINT_BIT (1<<13) // K3外部子中断位
#define K4_EINT_BIT (1<<14) // K4外部子中断位
#define K5_EINT_BIT (1<<15) // K5外部子中断位
#define K6_EINT_BIT (1<<19) // K6外部子中断位
/*系统中断处理函数 */
void handle_irq()
{
unsigned long irqOffSet = INTOFFSET; // 取得中断号
all_led_off(); // 关闭全部Led灯
if(EINT_Key_REQUEST==irqOffSet){ // Key中断产生（6个按键使用一个总中断号）
if(K1_EINT_BIT & EINTPEND){
led_on(1); // 点亮Led1
printk("Key1 pressed/r/n");
EINTPEND &= K1_EINT_BIT; // 清除外部子中断源
}else if(K2_EINT_BIT & EINTPEND){
led_on(2); // 点亮Led2
printk("Key2 pressed/r/n");
EINTPEND &= K2_EINT_BIT; // 清除外部子中断源
}else if(K3_EINT_BIT & EINTPEND){
led_on(3); // 点亮Led3
printk("Key3 pressed/r/n");
EINTPEND &= K3_EINT_BIT; // 清除外部子中断源
}else if(K4_EINT_BIT & EINTPEND){
led_on(4); // 点亮Led4
printk("Key4 pressed/r/n");
EINTPEND &= K4_EINT_BIT; // 清除外部子中断源
}else if(K5_EINT_BIT & EINTPEND){
all_led_off(1); // 熄灭全部Led
printk("Key5 pressed/r/n");
EINTPEND &= K5_EINT_BIT; // 清除外部子中断源
}else if(K6_EINT_BIT & EINTPEND){
all_led_on(); // 点亮全部Led
printk("Key6 pressed/r/n");
EINTPEND &= K6_EINT_BIT; // 清除外部子中断源
}
}
SRCPND &= (1<<irqOffSet); // 清除中断源
INTPND = INTPND; // 清除中断结果
}
main.c:
包含主函数和延时函数，主要实现字符串的循环打印。
#include "register.h"
#include "comm_fun.h"
/*延时 */
void delay(int msec)
{
int i, j;
for(i = 1000; i > 0; i--)
for(j = msec*10; j > 0; j--)
/* do nothing */;
}
/*主函数 */
int main()
{
while(1)
{
printk("main函数在运行.../r/n");
delay(5); //delay
}
return 0;
}
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