Exynos4412裸机开发——中断处理

 以KEY2控制LED3亮灭为例：

一、轮询方式

【0】检测按键k2，按键k2按下一次，灯LED2闪一次。

【1】查看原理图，连接引脚和控制逻辑
（1）按键k2 连接在GPX1_1引脚
（2）控制逻辑
       k2 按下  ---- K2闭合 ---- GPX1_1 低电压
       k2 常态  ---- K2打开 ---- GPX1_1 高电压

【2】查看相应的芯片手册

    【2-1】循环检测GPX1_1引脚输入的电平，为低电压时，按键按下

        （1）配置GPX1_1引脚功能为输入，设置内部上拉下拉禁止。
                  GPX1.CON = GPX1.CON &(~(0xf<<4)) ;

                  GPX1.PUD = GPX1.PUD & ~(0x3 << 2);
　　（2）循环检测：

[cpp] view plaincopy
在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. while(1)  
  2. {  
  3.     if(!(GPX1.DAT & (0x1<<1)))  // 返回为真，按键按下  
  4.     {      
  5.         msdelay(10);  
  6.         if(!(GPX1.DAT & (0x1<<1))) //二次检测，去抖  
  7.         {  
  8.             GPX2.DAT |= 0x1 << 7;  //Turn on LED2  
  9.             mydelay_ms(500);  
  10.             GPX2.DAT &= ~(0x1<<7);  //Turn off LED2  
  11.             mydelay_ms(500);  
  12.         
  13.             while(!(GPX1.DAT & (0x1<<1)));  
  14.         }  
  15.     }  
  16. }  

这种轮询方式始终占着CPU，不利于操作。

 

二、中断方式

         将K2按下时，GPX1_1引脚获得的电平，作为异常事件。使能异常处理，k2每按下一次，响应一次异常处理。SPI 传递流程如下示：

注：

      Exynos4412中断控制器包括160个中断控制源，这些中断源来自软中断（SGI），私有外部中断（PPI），公共外部中断（SPI）。

      Exynos4412采用GIC中断控制器，主要是因为Contex-A9 是多核处理器，GIC（Generic Interrupt Controller）通用中断控制器用来选择使用哪个CPU接口，具体主要有两个功能：

1）分配器：设置一个开关，是否接收外部中断源；为该中断源选择CPU接口；

2）CPU接口：设置一个开发，是否接受该中断源请求；

 

具体实现如下：

1、外设一级 ---设置 GPIO控制器

1-- 将GPX1_1引脚的上拉和下拉禁止

        GPX1PUD[3:2]= 0b00;

2 -- 将GPX1_1引脚功能设置为中断功能 WAKEUP_INT1[1] --- EXT_INT41[1]

        GPX1CON[7:4] = 0xf

3 -- EXT_INT41CON  配置触发电平

       当前配置成下降沿触发：

       EXT_INT41CON[6:4] = 0x2

4 -- EXT_INT41_FLTCON0 配置中断引脚滤波

       默认就是打开的，不需要配置

5 -- EXT_INT41_MASK 中断使能寄存器

      使能INT41[1]

      EXT_INT41_MASK[1] = 0b0

6 -- EXT_INT41_PEND 中断状态寄存器
       当GPX1_1引脚接收到中断信号，中断发生，中断状态寄存器EXT_INT41_PEND 相应位会自动置1
        注意：中断处理完成的时候，需要清除相应状态位。置1清0.
        EXT_INT41_PEND[1] =0b1 

 

2、中断控制器

1-- 找到外设中断名称和GIC中断控制器对应的名称

   　查看芯片手册（本例：Exynos_4412 -- 9.2表）
       WAKEUP_INT1[1] --- EXT_INT41[1] --- INT[9] --- SPI[25]/ID[57]

      其对应INT[9]，中断ID为57，这是非常重要的，在后面的寄存器设置中起很大作用；

 

下面是外设与中断控制器处理具体流程：

 

2 -- GIC使能

       ICDDCR =1；

       使能分配器。

3 -- 使能相应中断到分配器

      ICDISER.ICDISER1 |= (0x1 << 25);    //57/32 =1...25 取整数（那个寄存器） 和余数（哪位）

      ICDISER用于使能相应中断到分配器，一个bit控制一个中断源，一个ICDISER可以控制32个中断源，这里INT[9] 对应的中断ID为57，所以在ICDSER1中进行设置，57/32 =1余25，所以这里在ICDISER1第25位置一。

 

4 -- 选择CPU接口

      设置SPI[25]/ID[57]由那个cpu处理，当前设置为cpu0的irq中断

      ICDIPTR.ICDIPTR14 |= 0x01<<8; //SPI25  interrupts are sent to processor 0   //57/4 = 14..1 14号寄存器的[15:8]

      ICDIPTR寄存器每8个bit 控制一个中断源

 

5 -- 全局使能cpu0中断处理

       CPU0.ICCICR |= 0x1;

       使能中断到CPU。

 

6 -- 优先级屏蔽寄存器，设置cpu0能处理所有的中断。

      CPU0.ICCPMR = 0xFF;

　　　　       　　　　       　　　　

3、ARM内核(cpu0)

       前面两步设置好，就可以等待中断的发生了，当中断发生时，ARM内核的处理过程如下：

 

 1-- 四大步三小步 --- 硬件

　　　　

      （1）拷贝 CPSR 到 SPSR_<mode>
　 （2）设置适当的 CPSR 位：                                
　　　　（2-1）--改变处理器状态进入 ARM 态
 　　　   （2-2）--改变处理器模式进入相应的异常模式
 　　　   （2-3）--设置中断禁止位禁止相应中断 (如果需要)
　 （3）保存返回地址到 LR_<mode>
　 （4）设置 PC 为相应的异常向量
       　　　

2 -- 中断服务程序 --- start.S 汇编

[cpp] view plaincopy
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  1. .text  
  2. .global _start  
  3. _start:  
  4.         b       reset  
  5.         ldr     pc,_undefined_instruction  
  6.         ldr     pc,_software_interrupt  
  7.         ldr     pc,_prefetch_abort  
  8.         ldr     pc,_data_abort  
  9.         ldr     pc,_not_used  
  10.         ldr     pc,_irq  
  11.         ldr     pc,_fiq  
  12.   
  13. _undefined_instruction: .word  _undefined_instruction  
  14. _software_interrupt:    .word  _software_interrupt  
  15. _prefetch_abort:        .word  _prefetch_abort  
  16. _data_abort:            .word  _data_abort  
  17. _not_used:              .word  _not_used  
  18. _irq:                   .word  irq_handler  
  19. _fiq:                   .word  _fiq  
  20.   
  21.   
  22. reset:  
  23.   
  24.     ldr r0,=0x40008000  
  25.     mcr p15,0,r0,c12,c0,0       @ Vector Base Address Register  
  26.   
  27.   
  28. init_stack:  
  29.         ldr     r0,stacktop         /*get stack top pointer*/  
  30.   
  31.     /********svc mode stack********/  
  32.         mov     sp,r0  
  33.         sub     r0,#128*4          /*512 byte  for irq mode of stack*/  
  34.     /****irq mode stack**/  
  35.         msr     cpsr,#0xd2  
  36.         mov     sp,r0  
  37.         sub     r0,#128*4          /*512 byte  for irq mode of stack*/  
  38.     /***fiq mode stack***/  
  39.         msr     cpsr,#0xd1  
  40.         mov     sp,r0  
  41.         sub     r0,#0  
  42.     /***abort mode stack***/  
  43.         msr     cpsr,#0xd7  
  44.         mov     sp,r0  
  45.         sub     r0,#0  
  46.     /***undefine mode stack***/  
  47.         msr     cpsr,#0xdb  
  48.         mov     sp,r0  
  49.         sub     r0,#0  
  50.    /*** sys mode and usr mode stack ***/  
  51.         msr     cpsr,#0x10  
  52.         mov     sp,r0             /*1024 byte  for user mode of stack*/  
  53.   
  54.         b       main  
  55.   
  56.     .align  4  
  57.   
  58.     /****  swi_interrupt handler  ****/  
  59.   
  60.   
  61.     /****  irq_handler  ****/  
  62. irq_handler:  
  63.   
  64.     sub  lr,lr,#4  
  65.     stmfd sp!,{r0-r12,lr}  
  66.     .weak do_irq  
  67.     bl  do_irq  
  68.     ldmfd sp!,{r0-r12,pc}^  
  69.   
  70. stacktop:    .word      stack+4*512  
  71. .data  
  72.   
  73. stack:   .space  4*512  

 

3--中断处理程序 --- do_irq函数 C语言（函数原型void name(void)）

（1） 读取正在处理的中断ID寄存器（ICCIAR）

          irq_num = (CPU0.ICCIAR & 0x1FF);

（2）根据irq_num，分支处理中断  

[cpp] view plaincopy
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  1. switch(irq_num)  
  2. {  
  3.     .  
  4.     case 57:  
  5.         break;  
  6.     ....  
  7.   
  8. }  


 （3）清除中断状态位

        （3-1）i.外设级，EXT_INT41_PEND |= 0x1 << 1;
        （3-2）ii.GIC级，ICDICPR.ICDICPR1 |= 0x1 << 25;
        （3-3）iii.CPU0级 CPU0.ICCEOIR = (CPU0.ICCEOIR & ~(0x1FF)) | irq_num;

 

下面是C 程序：

[cpp] view plaincopy
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  1. #include "exynos_4412.h"  
  2. #include "led.h"  
  3.   
  4. void  delay_ms(unsigned int num)  
  5. {  
  6.     int i,j;  
  7.     for(i=num; i>0;i--)  
  8.     for(j=1000;j>0;j--)  
  9.         ;  
  10. }  
  11. void do_irq(void)  
  12. {  
  13.     static int a = 1;  
  14.     int irq_num;  
  15.     irq_num = CPU0.ICCIAR&0x3ff;  //获取中断号  
  16.     switch(irq_num)  
  17.     {  
  18.     case 57:  
  19.         printf("in the irq_handler\n");  
  20.             if(a)  
  21.                 led_on(1);  
  22.             else  
  23.                 led_off(1);  
  24.             a = !a;  
  25.             EXT_INT41_PEND = EXT_INT41_PEND |((0x1 << 1)); //清GPIO中断标志位  
  26.             ICDICPR.ICDICPR1 = ICDICPR.ICDICPR1 | (0x1 << 25); //清GIC中断标志位  
  27.         break;  
  28.     }  
  29.     CPU0.ICCEOIR = CPU0.ICCEOIR&(~(0x3ff))|irq_num; //清cpu中断标志位  
  30. }  
  31. /* 
  32.  *  裸机代码，不同于LINUX 应用层， 一定加循环控制 
  33.  */  
  34. int main (void)  
  35. {  
  36.     GPX1.CON =GPX1.CON & (~(0xf << 4)) |(0xf << 4); //配置引脚功能为外部中断  
  37.     GPX1.PUD = GPX1.PUD & (~(0x3 << 2));  //关闭上下拉电阻  
  38.     EXT_INT41_CON = EXT_INT41_CON &(~(0xf << 4))|(0x2 << 4); //外部中断触发方式  
  39.     EXT_INT41_MASK = EXT_INT41_MASK & (~(0x1 << 1));  //使能中断  
  40.     ICDDCR = 1;  //使能分配器  
  41.     ICDISER.ICDISER1 = ICDISER.ICDISER1 | (0x1 << 25); //使能相应中断到分配器  
  42.     ICDIPTR.ICDIPTR14 = ICDIPTR.ICDIPTR14 & (~(0xff << 8))|(0x1 << 8); //选择CPU接口  
  43.     CPU0.ICCPMR = 255; //中断屏蔽优先级  
  44.     CPU0.ICCICR = 1;   //使能中断到CPU  
  45.     led_init();  
  46.     while(1)  
  47.     {  
  48.   
  49.     }  
  50.    return 0;  
  51. }  

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