• 本文章结合了正点原子的 i.mx6u嵌入式Linux开发指南和笔者的理解。
• 前面我们进行了编写GPIO 中断管理与配置函数，下面将具体使用这些GPIO 中断管理与配置函数来进行一个具体的中断初始化，以及中断服务函数的编写

1 外部中断初始化与中断服务函数

这段代码主要用于初始化特定的GPIO端口（GPIO1_IO18）作为外部中断，并定义中断服务函数来处理中断事件。以下是每个部分的详细说明：

1.2 外部中断初始化函数 exti_init

1.2.1 GPIO引脚配置

key_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
key_config.interruptMode = kGPIO_IntFallingEdge;
gpio_init(GPIO1, 18, &key_config);

设置GPIO1_IO18为数字输入并配置为下降沿触发中断。

1.2.2 中断使能与注册

GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);
system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn, gpio1_io18_irqhandler, NULL);
gpio_int_enable(GPIO1, 18);

在GIC（通用中断控制器）中使能对应的中断，并注册中断服务函数gpio1_io18_irqhandler。

1.2.3 GIC_EnableIRQ()函数的分析

/*  * 使能指定的中断*/
FORCEDINLINE __STATIC_INLINE void GIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)
{GIC_Type *gic = (GIC_Type *)(__get_CBAR() & 0xFFFF0000UL);gic->D_ISENABLER[((uint32_t)(int32_t)IRQn) >> 5] = (uint32_t)(1UL << (((uint32_t)(int32_t)IRQn) & 0x1FUL));
}

这段代码定义了一个名为 GIC_EnableIRQ 的函数，用于启用指定的中断。

• 函数首先获取 GIC 控制器基地址。

  • __get_CBAR() 函数返回 GIC 控制器基地址，并将其与 0xFFFF0000UL 进行按位与运算，得到 GIC 控制器基地址的最高 16 位。
  • Cortex-A7 Technical ReferenceManua.pdfP138
    
    

• 然后，函数计算出要操作的寄存器地址。

  • ((uint32_t)(int32_t)IRQn) >> 5 将中断号右移 5 位，得到中断号所在的寄存器索引。

• 最后，函数设置该寄存器中的相应位，从而启用该中断。

  • ((uint32_t)(int32_t)IRQn) & 0x1FUL 将中断号与 0x1FUL 进行按位与运算，得到中断号在寄存器中的位索引。
  • 然后，将 1UL 左移 位索引 位，得到一个掩码，并将其写入 D_ISENABLER 寄存器中，从而启用该中断。

• D_ISENABLER 寄存器是 GIC 分发器中的一组寄存器，用于控制每个中断的启用状态。
  ARM Generic Interrupt Controller(ARM GIC控制器)V2.0.pdfP93
  

  • 每个寄存器包含 32 个 Set-enable 位，分别对应于 32 个中断。
  • 当 Set-enable 位被设置为 1 时，对应中断会被启用，这意味着 GIC 会将该中断转发到 CPU。
  • 当 Set-enable 位被设置为 0 时，对应中断会被禁用，这意味着 GIC 不会将该中断转发到 CPU。

  根据中断 ID (m)，对应 GICD_ISENABLER 寄存器的编号 (n) 可以通过 n = m DIV 32 计算得到，也就是IRQn) >> 5。

  • 对应 GICD_ISENABLER 寄存器的偏移地址为 0x100 + (4*n)，这里不用手动计算，通过gic->D_ISENABLER·就可以得到。
  • 对应 GICD_ISENABLER 寄存器中需要设置的位的编号为 m MOD 32，也就是IRQn & 0x1FUL。

1.3 中断服务函数 gpio1_io20_irqhandler

1.3.1 消抖处理

delay(10);

简单的延时用于消除由于机械或电气噪声产生的误触发。

1.3.2 中断事件处理

if(gpio_pin_read(GPIO1, 18) == 0){state = !state;beep_switch(state);
}

读取GPIO1_IO18的状态，如果为低电平（按键被按下），则切换状态并控制蜂鸣器的开关状态。

1.3.3 清除中断标志

gpio_int_flagClear(GPIO1, 18);

完成事件处理后，清除中断标志以准备接收下一个中断。

2 BUG处理

2.1 问题描述

程序烧写后，发现当尝试按下按键，进入按键中断处理函数时，灯会一直保持在按键按下那一刻的状态，程序卡死。

2.2 解决过程

• 查看反汇编文件，发现bss段放在了程序起始地址，导致中断向量表的位置不对了（之前说过，应该放在程序的起始位置）

BSS 段（Block Started by Symbol）是程序内存中用于存储未初始化全局变量和静态变量的区域。

2.3 解决方式

在_start:中，将bss段初始化放到中断向量表初始化后面

_start:@ 在处理器启动时执行一次，用于初始化中断向量表ldr pc, =Reset_Handler     @ 复位中断服务函数ldr pc, =Undefined_Handler @ 未定义指令中断服务函数ldr pc, =SVC_Handler       @ SVC中断服务函数ldr pc, =PreAbort_Handler  @ 预取终止ldr pc, =DataAbort_Handler @ 数据终止ldr pc, =NotUsed_Handler   @ 未使用ldr pc, =IRQ_Handler       @ IRQ中断服务函数ldr pc, =FIQ_Handler       @ FIQ中断服务函数@ 复位中断服务函数
Reset_Handler:@ 0.禁止IRQ中断@ 方式：修改PSTATE处理器状态寄存器@ Change PE State (CPS) 用于修改处理器状态寄存器 (PSTATE) 中的某些位@ PSTATE 是一个特殊的寄存器，它包含了处理器当前的运行状态信息，包括：@ A (Application) 位： 控制应用程序模式下的中断是否允许。@ I (IRQ) 位： 控制 IRQ 中断是否允许。@ F (FIQ) 位： 控制 FIQ 中断是否允许。@ M (Mode) 位： 控制处理器当前运行的模式。cpsid i@ 1.关闭I/D Cache, MMU@ 方式：修改SCTLR寄存器@ （System Control Register，可以通过 CP15 协处理器访问）@ SCTLR寄存器:@ bit0:MMU @ bit1:对齐控制 @ bit2:D Cache @ bit11:分支预测控制 @ bit12:I CacheMRC p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ Move to Register from Coprocessor(这个形式操作的是SCTLR寄存器)bic r0, r0, #(1<<12)        @ 关闭I Cache（bic:Bit Clear）bic r0, r0, #(1<<11)        @ 关闭分支预测bic r0, r0, #(1<<2)         @ 关闭D Cachebic r0, r0, #(1<<1)         @ 关闭对齐控制bic r0, r0, #(1<<0)         @ 关闭MMUMCR p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ Move to Coprocessor from Register#if 0@ 2.设置中断向量偏移@ 方式：修改VBAR寄存器@ （Vector Base Address Register，可以通过 CP15 协处理器访问）ldr r0, =0x87800000dsbisbMCR p15, 0, r0, c12, c0, 0  @ 设置VBAR寄存器为0x87800000dsbisb
#endif.global _bss_start             @ 声明_bss_start符号为全局可见
_bss_start:                    @ 定义_bss_start标签.word _bss_start           @ 将_bss_start标签的地址存储为一个字（4字节）.global _bss_end               @ 声明_bss_end符号为全局可见
_bss_end:                      @ 定义_bss_end标签.word _bss_end             @ 将_bss_end标签的地址存储为一个字（4字节）@ 3.清除bss段@ 方式：使用循环逐个清除ldr r0, _bss_start         @ 将_bss_start地址加载到r0寄存器ldr r1, _bss_end           @ 将_bss_end地址加载到r1寄存器mov r2, #0                 @ 将0存储到r2寄存器
bss_loop:stmia r0!, {r2}            @ 存储r2寄存器的值到r0指向的内存地址，并自增r0cmp r0, r1                 @ 比较r0和r1的值ble bss_loop               @ 如果r0小于等于r1，则跳转到bss_loop标签（继续循环）@ 4.设置处理器进入IRQ模式@ 方式：修改cpsr寄存器@ （Current Program Status Register，当前程序状态寄存器）@ 它包含了处理器状态和控制信息，例如 APSR、指令集状态、IT 块状态、字节序和当前处理器模式。 mrs r0, cpsr               @ 读取CPSR寄存器的值到r0寄存器bic r0, r0, #0x1f          @ 通过位清除操作，清除r0寄存器的低5位orr r0, r0, #0x12          @ 使用IRQ模式msr cpsr, r0               @ 将r0寄存器的值写回CPSR寄存器ldr sp, =0x80600000        @ 设置IRQ下的sp指针@ 5.设置处理器进入SYS模式@ 方式：修改cpsr寄存器@ （Current Program Status Register，当前程序状态寄存器）@ 它包含了处理器状态和控制信息，例如 APSR、指令集状态、IT 块状态、字节序和当前处理器模式。 mrs r0, cpsr               @ 读取CPSR寄存器的值到r0寄存器bic r0, r0, #0x1f          @ 通过位清除操作，清除r0寄存器的低5位orr r0, r0, #0x1f          @ 使用SYS模式msr cpsr, r0               @ 将r0寄存器的值写回CPSR寄存器ldr sp, =0x80400000        @ 设置SYS下的sp指针@ 6.设置处理器进入SVC模式@ 方式：修改cpsr寄存器@ （Current Program Status Register，当前程序状态寄存器）@ 它包含了处理器状态和控制信息，例如 APSR、指令集状态、IT 块状态、字节序和当前处理器模式。 mrs r0, cpsr               @ 读取CPSR寄存器的值到r0寄存器bic r0, r0, #0x1f          @ 通过位清除操作，清除r0寄存器的低5位orr r0, r0, #0x13          @ 使用SVC模式msr cpsr, r0               @ 将r0寄存器的值写回CPSR寄存器ldr sp, =0x80200000        @ 设置SVC下的sp指针@ 7.使能IRQ中断@ 方式：修改PSTATE处理器状态寄存器@ Change PE State (CPS) 用于修改处理器状态寄存器 (PSTATE) 中的某些位@ PSTATE 是一个特殊的寄存器，它包含了处理器当前的运行状态信息，包括：@ A (Application) 位： 控制应用程序模式下的中断是否允许。@ I (IRQ) 位： 控制 IRQ 中断是否允许。@ F (FIQ) 位： 控制 FIQ 中断是否允许。@ M (Mode) 位： 控制处理器当前运行的模式。cpsie i@ 8.跳转到main函数的入口b main                     @ 跳转到main函数的入口