IMX6ULL外部中断的知识点汇总，不看肯定后悔

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h1654155275.5916

2021-11-30 10:56:56

一、STM32的中断系统

代码从0x00000000运行。32设置连接首地址0x8000000的地方存放了中断向量表，因此要从0x8000000的地方开始运行。需要告诉soc内核，要设置中断向量偏移。设置SCB的VTOC寄存器为新的中断向量表起始地址，内部指向各种中断的函数名。
但是Cotex-A的中断向量表只有几个，我们主要使用的是IRQ。
二、6ULL中断系统

1.GIC控制器

GIC提供了开关中断，设置中断优先级等等。6ULL有1020个中断号，用于向CPU interface发送信号，从而通知IRQ中断。其中32-1019号ID用于SPI（共享外设中断）。其他暂时不管它。
GIC由Distributor与CPU interface构成。Distributor将中断事件发送给CPU interface。
Distributor

其中Distributor所做的事情是：SPI中断使能，设置优先级，设置到中断目标处理器列表中，设置外部中断的触发模式，设置中断属于组0还是组1。
CPU interface

作为内核与Distributor的桥梁，主要工作是：向CPU发送请求信号，应答，状态等，设置优先级掩码（从而设置哪些中断无需上报给CPU），定义抢占策略：当多个中断来时进行分配给CPU。
2.CP15协处理器

协处理器中有16个32bit寄存器。对于指令填写依照下图。
格式: MRC{cond} sp15 MRC与MCR寄存器，对应于将内核数据移到寄存器中&&将寄存器数据移到内核数据。
其中 RT 作为数据的中间人。

r0寄存器

我们要关闭ID Cache和MMU，找到手册中的SCTLR寄存，bit0关闭MMU，bit1控制对齐，控制为打开关闭MMU，bit2控制 D Cache的打开和关闭，bit11用于控制分支预测，bit12用于控制 I Cache。

c12寄存器

用于中断向量偏移设置，将新的向量表首地址写入到CP15协处理器中的VBAR。

c15寄存器
我们需要读取CBAR寄存器，保存了GIC控制器的寄存器首地址。GIC寄存器组偏移0x1000-0x1fff为GIC的Distributor。0x2000-0x3fff为CPU Interface。意味我们可以访问GIC控制器了。

MRC sp15 0 r0 c12 c0 0
MCR sp15 0 r0 c12 c0 0
1
2
三、编写外部中断
1.复位中断函数
向量表中有8个中断，需要用户自己定义。

修改汇编程序，添加中断向量表。编写复位中断函数与IRQ中断服务函数。

1.关闭L.D Cache 和MMU。

2.设置sp指针,使用外部中断必须设置IRQ模式。

3.清除bss段

4.调到C语言中

5.中断处理结束以后，必须要向GICC_EOIR寄存器写入中断号，表示完成

start.S
.global _start

_start:
ldr pc ,=Reset_Handler
ldr pc ,=Undefined_Handler
ldr pc ,=SVC_Handler
ldr pc ,=PrefAbort_Handler
ldr pc ,=DataAbort_Handler
ldr pc ,=NotUsed_Handler
ldr pc ,=IRQ_Handler
ldr pc ,=FIQ_Handler

Reset_Handler:
cpsid i    /*close up IRQ */
/*关闭ID Cache
      修改SCTLR寄存器，才用读改写的方式
*/
mrc p15,0,r0,c1,c0,0  /*读取SCTLR寄存器的数据到r0中*/
bic r0 ,r0 , #(1<<12) /*关闭I Cache*/
bic r0 ,r0 , #(1<<11) /*关闭分支预测*/
bic r0 ,r0 , #(1<<2)  /*关闭D Cache*/
bic r0 ,r0 , #(1<<1)  /*关闭对齐*/
bic r0 ,r0 , #(1<<0)  /*关闭MMU*/
mcr p15,0,r0,c1,c0,0  /*写到SCTLR寄存器中*/

.global _bss_start
_bss_start:
.word __bss_start

.global _bss_end
_bss_end:
.word __bss_end

/*设置中断向量偏移*/
/* ldr r0 ,=0x87800000
d***
i***
mcr p15 ,0 ,r0 ,c12 ,c0 ,0
d***
i***
*/
/*清除BSS段*/
ldr r0, _bss_start
ldr r1, _bss_end
mov r2, #0
bss_loop:
stmia r0!, {r2}
cmp r0, r1    /* 比较R0和R1里面的值 */
ble bss_loop /*如果r0地址小于等于r1,继续清除bss段*/

/*进入SYS*/
mrs r0 , cpsr
bic r0 ,r0 ,#0x1f
orr r0 ,r0 ,#0x1f
msr cpsr ,r0
ldr sp , =0x80600000 /*4M大小的地方*/
/*进入IRQ*/
mrs r0 , cpsr
bic r0 ,r0 ,#0x1f
orr r0 ,r0 ,#0x12
msr cpsr ,r0
ldr sp , =0x80400000 /*4M大小的地方*/
/*设置处理器进入SVC模式下的sp*/
mrs r0, cpsr       /* 读取cpsr到r0*/
bic r0, r0, #0x1f /* 清除cpsr的bit4-0*/
orr r0, r0, #0x13 /* 使用SVC模式*/
msr cpsr, r0       /* 将r0写入到cpsr*/
/* 设置SP指针 */
ldr sp, =0x80200000

cpsie i          /*open IRQ */
b main             /* 跳转到C语言main函数*/

Undefined_Handler:
ldr r0 ,=Undefined_Handler
bx r0
SVC_Handler:
ldr r0 ,=SVC_Handler
bx r0
PrefAbort_Handler:
ldr r0 ,=PrefAbort_Handler
bx r0
DataAbort_Handler:
ldr r0 ,=DataAbort_Handler
bx r0
NotUsed_Handler:
ldr r0 ,=NotUsed_Handler
bx r0
IRQ_Handler:

FIQ_Handler:
ldr r0 ,=FIQ_Handler
bx r0

2.IRQ中断函数
1.首先lr，r0-r3 r12入栈。保存spsr的值。

2.将CPU Interface的GICC_IAR寄存器的中断号ID读到r0中。

3.入栈r0,r1,进入SVC模式,从而运行C语言系统中断函数。

4.出栈SVC ，进入IRQ模式，将ID好写入到EOIR位。

5.出栈r0 --ID, 恢复spsr寄存器，再回到中断之前的SYS模式。

IRQ_Handler:
IRQ_Handler:
读取spsr寄存器*/
push {r0} /*保存spsr寄存器*/

mrc p15 ,4 ,r1 ,c15 ,c0 ,0/*从CP15的C0寄存器内的值读到寄存器中*/
add r1 , r1 ,#0x2000    /*r1保存了GIC控制器CPU接口的基地址0x2000*/
ldr r0 ,[r1 , #0xC]    /*偏移0x0C为GICC_IAR寄存器保存到r0寄存器，可以从GICC_IAR的bit9-0读取中断ID，读取中断ID的目的就是为了得到对应的中断处理函数*/

push {r0 ,r1} /*保存r0 ,r1*/

cps #0x13 /*进入SVC模式，允许其他中断再次进入*/
push {lr} /*保存SVC的lr寄存器*/
ldr r2 , =system_irqhandler/*加载C语言中断处理函数到r2寄存器内，压栈的r0会成为它的参数*/
blx r2 /*运行C语言中断处理函数，带有一个参数，保存到*/
pop {lr} /*执行完中断后，lr出栈*/
cps #0x12 /*进入IRQ模式*/
pop {r0, r1}
str r0 , [r1 , #0x10]/*中断执行完，r0的中断ID写到EOIR*/

pop {r0}
msr spsr_cxsf , r0 /*recover spsr*/

pop {r0-r3 ,r12}
pop {lr}
subs pc , lr ,#4 /*将两lr-4能给pc*/

四、编写中断函数
1.初始化GIC ，由于GIC控制器提供了中断的各种开关，优先级之类的。

2.初始化中断向量表

bsp_int.c
#include "stdio.h"
#include "bsp_int.h"
static uint8_t irqNesting; //中断嵌套值
/*中断表定义*/
static sys_irq_handler_t irqTable[NUMBER_OF_INT_VECTORS];
/*中断向量表初始化*/
void System_IrqTable_Init(void){
uint8_t i = 0 ;
irqNesting = 0;
for(i = 0 ; i < NUMBER_OF_INT_VECTORS ; i++){
System_Register_IrqHandler((IRQn_Type)i, handler, NULL);
}
}
void System_Register_IrqHandler(IRQn_Type irq,
               system_irq_handler_t handler,
                           void *userParam)
{
irqTable[irq].irqHandler = handler;
irqTable[irq].userParam = userParam;
}
/*中断初始化函数*/
void int_init(void)
{
GIC_Init();
Sytem_IrqTable_Init();
/*中断向量偏移设置*/
__set_VBAR(0x87800000);
}
/*汇编IRQ模式进入的函数
*将传入的参数是是r0寄存,就是获取GICC_IAR寄存器的中断ID号
*/
void system_irqhandler(unsigned int gicciar){
uint32_t intNum = gicciar;
if(gicciar >= 160)return ;

irqNesting++;
irqTable[intNum].irqHandler(intNum , irqTable[intNum].userParam);
}
void Default_IrqHandler(uint8_t gicciar ,void *param){
while(1){}
}

bsp_int.h
#ifndef __BSP_INT_H__
#define __BSP_INT_H__
#include "imx6ull.h"
/*定义中断函数*/
typedef void (*system_irq_handler_t)(unsigned int gicciar , void *param);
/*中断函数结构体*/
typedef struct sys_irq_handler{
system_irq_handler_t irqHandler;
void *userParam;
}sys_irq_handler_t;

void int_init(void);
void system_irqhandler(unsigned int gicciar);

#endif

五、GPIO按键中断
1.GPIO中断设置
1.设置GPIO5_IO01为低电平触发为高电平触发

2.设置使能GPIO中断掩码寄存器，GPIO_IMR寄存器，用于使能中断。

3.GPIO_ICR中断设置寄存器，可以设置不同的触发信号。

3.设置EDGE位被设置以后，ICR位就没有用了。置位可以任意电平信号进行触发。

3.使能ISR中断状态寄存器，处理完以后，需要清除中断标志位。清除ISR寄存器的位。写1清0。

bsp_gpio.c
#include "bsp_gpio.h"

void gpio_init(GPIO_Type *base , int pin , gpio_pin_cfg_t *config)
{
if(config->Direction == KGPIO_DigitalInput){
      base->GDIR &= ~(1< }
else{
      base->GDIR |= (1< }
Gpio_IntConfig(base ,pin ,config->interruptMode);
}
/*Clear Interrupt FLag bit*/
void Gpio_ClearInterFlags(GPIO_Type *base , unsigned int pin){
base->ISR |= (1< }
/*GPIO INterrupt Iiit*/
void Gpio_IntConfig(GPIO_Type *base ,unsigned int pin ,gpio_interrupt_mode_t pin_int_mode)
{
volatile uint32_t *icr;
uint32_t icrShift;

icrShift = pin;
base->EDGE_SEL &= ~(1<

if(pin<<16){
      icr = &(base->ICR1);
}
else{
      icr = &(base->ICR2);
      icrShift -= 16;
}
switch(pin_int_mode)
{
      case KGPIO_IntLowLevel:
         *icr &= ~(3 << (2*icrShift));
         break;
      case KGPIO_IntHighLevel:
         *icr &= ~(3 << (2*icrShift));
         *icr |= (1 << (2*icrShift));
         break;
      case KGPIO_IntRisingEdge:
         *icr &= ~(3 << (2*icrShift));
         *icr |= (2 << (2*icrShift));
         break;
      case KGPIO_IntFallingEdge:
         *icr &= ~(3 << (2*icrShift));
         *icr |= (3 << (2*icrShift));
         break;
      case KGPIO_IntRisingOrFallingEdge:
         base->EDGE_SEL |= (1 << pin);
         break;
      default:
         break;
}
}

bsp_gpio.h
#ifndef __BSP_GPIO_H__
#define __BSP_GPIO_H__

#include "imx6ull.h"
/*Interrupt edge type*/
typedef enum _gpio_interrupt_mode
{
KGPIO_Nointmode = 0U,
KGPIO_IntLowLevel = 1U,
KGPIO_IntHighLevel = 2U,
KGPIO_IntRisingEdge = 3U,
KGPIO_IntFallingEdge = 4U,
KGPIO_IntRisingOrFallingEdge = 5U
}gpio_interrupt_mode_t;

/* GPIO struct*/
typedef enum Gpio_Pin{
KGPIO_DigitalInput = 0U,
KGPIO_DigitalOutput = 1U,
}gpio_pin_dir_t;

typedef struct Gpio_Pin_Config{
gpio_pin_dir_t Direction;
uint8_t    OutputLogic;
gpio_interrupt_mode_t interruptMode;
}gpio_pin_cfg_t;

int gpio_pinread(GPIO_Type *base , int pin);
void gpio_pinwrite(GPIO_Type *base , int pin , int value);
void gpio_init(GPIO_Type *base , int pin , gpio_pin_cfg_t *config);
void Gpio_EnableInt(GPIO_Type *base , unsigned int pin);
void Gpio_DisableInt(GPIO_Type *base , unsigned int pin);
void Gpio_ClearInterFlags(GPIO_Type *base , unsigned int pin);
void Gpio_IntConfig(GPIO_Type *base ,unsigned int pin ,gpio_interrupt_mode_t ping_int_mode);

#endif
1
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六、外部中断设置
1.初始化gpio

2.使能GIC控制器

3.注册中断函数

4.使能中断

GIC配置
1.使能相应的中断IO对应的ID位位106

GPIO5_Combined_0_15_IRQn    = 106,
1
2.设置中断优先级

3.注册GPIO的中断处理函数

4.GPIO_IMR寄存器进行使能

#include "bsp_exti.h"
#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_int.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "bsp_beep.h"
#include "bsp_led.h"

void exti_init(void)
{
gpio_pin_cfg_t key_config;
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01 , 0);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01 , 0xf080);

/* GPIO初始化 */
key_config.Direction = KGPIO_DigitalInput;
key_config.interruptMode = KGPIO_IntHighLevel;
gpio_init(GPIO5 , 1 , &key_config);

GIC_EnableIRQ(GPIO5_Combined_0_15_IRQn);
system_register_irqhandler(GPIO5_Combined_0_15_IRQn , (system_irq_handler_t)GPIO5_IO01_irqhandler , NULL);

Gpio_EnableInt(GPIO5 , 1);    //IMR
}

/*Interrupt handler*/
void GPIO5_IO01_irqhandler(unsigned int gicciar,void *param){
delay(10);
if(gpio_pinread(GPIO5 , 1) == 0){
         led_switch(LED_RED , LED_ON);
         beep_switch(BEEP_ON);
         delay(1000);

         led_switch(LED_RED , LED_OFF);
         beep_switch(BEEP_OFF);
         delay(1000);
}
/*clear flags*/
Gpio_ClearInterFlags(GPIO5 , 1);
}

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王波

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