2021年09月02日 | S3C2440裸机------异常与中断__按键中断程序示例

1.中断处理流程

首先我们要对中断进行初始化，中断初始化主要分为下面三块：

设置中断，让它能够发出中断信号，

设置中断控制器，让它能够发出中断信号给CPU，

设置CPU,CPSR有I位，它是总开关。

然后中断的处理过程和之前说的异常处理过程类似，不一样的就是处理完成之后要清中断。

2 start.s

首先我们CPSR寄存器的bit7清零，这是中断的总开关，只有这一位设置为0才能相应中断。

mrs r0, cpsr         /* 读出cpsr */

bic r0, r0, #(1<<7)  /* 清除I位, 使能中断 */

msr cpsr, r0

然后当发生中断时，程序会跳转到0x18的地方去执行程序，因此我们增加如下代码

ldr pc, irq_addr /* vector 0x18 : irq */

然后我们增加中断处理流程的代码，整体流程也是保存现场，处理中断，恢复现场。

.text

.global _start

_start:

b reset          /* vector 0 : reset */

ldr pc, und_addr /* vector 4 : und */

ldr pc, swi_addr /* vector 8 : swi */

b halt /* vector 0x0c : prefetch aboot */

b halt /* vector 0x10 : data abort */

b halt /* vector 0x14 : reserved */

ldr pc, irq_addr /* vector 0x18 : irq */

b halt /* vector 0x1c : fiq */

und_addr:

.word do_und

swi_addr:

.word do_swi

irq_addr:

.word do_irq

do_und:

/* 执行到这里之前:

* 1. lr_und保存有被中断模式中的下一条即将执行的指令的地址

* 2. SPSR_und保存有被中断模式的CPSR

* 3. CPSR中的M4-M0被设置为11011, 进入到und模式

* 4. 跳到0x4的地方执行程序 

*/

/* sp_und未设置, 先设置它 */

ldr sp, =0x34000000

/* 在und异常处理函数中有可能会修改r0-r12, 所以先保存 */

/* lr是异常处理完后的返回地址, 也要保存 */

stmdb sp!, {r0-r12, lr}  

/* 保存现场 */

/* 处理und异常 */

mrs r0, cpsr

ldr r1, =und_string

bl printException

/* 恢复现场 */

ldmia sp!, {r0-r12, pc}^  /* ^会把spsr的值恢复到cpsr里 */

und_string:

.string "undefined instruction exception"

.align 4

do_swi:

/* 执行到这里之前:

* 1. lr_svc保存有被中断模式中的下一条即将执行的指令的地址

* 2. SPSR_svc保存有被中断模式的CPSR

* 3. CPSR中的M4-M0被设置为10011, 进入到svc模式

* 4. 跳到0x08的地方执行程序 

*/

/* sp_svc未设置, 先设置它 */

ldr sp, =0x33e00000

/* 保存现场 */

/* 在swi异常处理函数中有可能会修改r0-r12, 所以先保存 */

/* lr是异常处理完后的返回地址, 也要保存 */

stmdb sp!, {r0-r12, lr}  

mov r4, lr

/* 处理swi异常 */

mrs r0, cpsr

ldr r1, =swi_string

bl printException

sub r0, r4, #4

bl printSWIVal

/* 恢复现场 */

ldmia sp!, {r0-r12, pc}^  /* ^会把spsr的值恢复到cpsr里 */

swi_string:

.string "swi exception"

.align 4

do_irq:

/* 执行到这里之前:

* 1. lr_irq保存有被中断模式中的下一条即将执行的指令的地址

* 2. SPSR_irq保存有被中断模式的CPSR

* 3. CPSR中的M4-M0被设置为10010, 进入到irq模式

* 4. 跳到0x18的地方执行程序 

*/

/* sp_irq未设置, 先设置它 */

ldr sp, =0x33d00000

/* 保存现场 */

/* 在irq异常处理函数中有可能会修改r0-r12, 所以先保存 */

/* lr-4是异常处理完后的返回地址, 也要保存 */

sub lr, lr, #4

stmdb sp!, {r0-r12, lr}  

/* 处理irq异常 */

bl handle_irq_c

/* 恢复现场 */

ldmia sp!, {r0-r12, pc}^  /* ^会把spsr_irq的值恢复到cpsr里 */

reset:

/* 关闭看门狗 */

ldr r0, =0x53000000

ldr r1, =0

str r1, [r0]

/* 设置MPLL, FCLK : HCLK : PCLK = 400m : 100m : 50m */

/* LOCKTIME(0x4C000000) = 0xFFFFFFFF */

ldr r0, =0x4C000000

ldr r1, =0xFFFFFFFF

str r1, [r0]

/* CLKDIVN(0x4C000014) = 0X5, tFCLK:tHCLK:tPCLK = 1:4:8  */

ldr r0, =0x4C000014

ldr r1, =0x5

str r1, [r0]

/* 设置CPU工作于异步模式 */

mrc p15,0,r0,c1,c0,0

orr r0,r0,#0xc0000000   //R1_nF:OR:R1_iA

mcr p15,0,r0,c1,c0,0

/* 设置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0) 

*  m = MDIV+8 = 92+8=100

*  p = PDIV+2 = 1+2 = 3

*  s = SDIV = 1

*  FCLK = 2*m*Fin/(p*2^s) = 2*100*12/(3*2^1)=400M

*/

ldr r0, =0x4C000004

ldr r1, =(92<<12)|(1<<4)|(1<<0)

str r1, [r0]

/* 一旦设置PLL, 就会锁定lock time直到PLL输出稳定

* 然后CPU工作于新的频率FCLK

*/

/* 设置内存: sp 栈 */

/* 分辨是nor/nand启动

* 写0到0地址, 再读出来

* 如果得到0, 表示0地址上的内容被修改了, 它对应ram, 这就是nand启动

* 否则就是nor启动

*/

mov r1, #0

ldr r0, [r1] /* 读出原来的值备份 */

str r1, [r1] /* 0->[0] */ 

ldr r2, [r1] /* r2=[0] */

cmp r1, r2   /* r1==r2? 如果相等表示是NAND启动 */

ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */

moveq sp, #4096  /* nand启动 */

streq r0, [r1]   /* 恢复原来的值 */

bl sdram_init

//bl sdram_init2 /* 用到有初始值的数组, 不是位置无关码 */

/* 重定位text, rodata, data段整个程序 */

bl copy2sdram

/* 清除BSS段 */

bl clean_bss

/* 复位之后, cpu处于svc模式

* 现在, 切换到usr模式

*/

mrs r0, cpsr         /* 读出cpsr */

bic r0, r0, #0xf     /* 修改M4-M0为0b10000, 进入usr模式 */

bic r0, r0, #(1<<7)  /* 清除I位, 使能中断 */

msr cpsr, r0

/* 设置 sp_usr */

ldr sp, =0x33f00000

ldr pc, =sdram

sdram:

bl uart0_init

bl print1

/* 故意加入一条未定义指令 */

und_code:

.word 0xdeadc0de  /* 未定义指令 */

bl print2

swi 0x123  /* 执行此命令, 触发SWI异常, 进入0x8执行 */

//bl main  /* 使用BL命令相对跳转, 程序仍然在NOR/sram执行 */

ldr pc, =main  /* 绝对跳转, 跳到SDRAM */

halt:

b halt

3 interrupt.c

3.1中断初始化

我们在这里面完成初始化中断控制器和初始化按键中断的工作，

 我们首先把按键设置成中断引脚， 

/* 配置GPIO为中断引脚 */

GPFCON &= ~((3<<0) | (3<<4));

GPFCON |= ((2<<0) | (2<<4));   /* S2,S3被配置为中断引脚 */

GPGCON &= ~((3<<6) | (3<<11));

GPGCON |= ((2<<6) | (2<<11));   /* S4,S5被配置为中断引脚 */

然后将中断设置为双边沿触发，按下松开都会触发中断。

/* 设置中断触发方式: 双边沿触发 */

EXTINT0 |= (7<<0) | (7<<8);     /* S2,S3 */

EXTINT1 |= (7<<12);             /* S4 */

EXTINT2 |= (7<<12);             /* S5 */

然后设置外部中断mask，使能外部中断，外部中断0和1不需要设置，因为寄存器中是reserved。

/* 设置EINTMASK使能eint11,19 */

EINTMASK &= ~((1<<11) | (1<<19));

接下来我们需要设置中断控制器，

3.2 中断处理函数

在中断处理函数里面，首先需要分辨中断源，然后调用对应的处理函数。最后清中断。

#include "s3c2440_soc.h"

/* SRCPND 用来显示哪个中断产生了, 需要清除对应位

 * bit0-eint0

 * bit2-eint2

 * bit5-eint8_23

 */

/* INTMSK 用来屏蔽中断, 1-masked

 * bit0-eint0

 * bit2-eint2

 * bit5-eint8_23

 */

/* INTPND 用来显示当前优先级最高的、正在发生的中断, 需要清除对应位

 * bit0-eint0

 * bit2-eint2

 * bit5-eint8_23

 */

/* INTOFFSET : 用来显示INTPND中哪一位被设置为1

 */

/* 初始化中断控制器 */

void interrupt_init(void)

{

INTMSK &= ~((1<<0) | (1<<2) | (1<<5));

}

/* 初始化按键, 设为中断源 */

void key_eint_init(void)

{

/* 配置GPIO为中断引脚 */

GPFCON &= ~((3<<0) | (3<<4));

GPFCON |= ((2<<0) | (2<<4));   /* S2,S3被配置为中断引脚 */

GPGCON &= ~((3<<6) | (3<<22));

GPGCON |= ((2<<6) | (2<<22));   /* S4,S5被配置为中断引脚 */

/* 设置中断触发方式: 双边沿触发 */

EXTINT0 |= (7<<0) | (7<<8);     /* S2,S3 */

EXTINT1 |= (7<<12);             /* S4 */

EXTINT2 |= (7<<12);             /* S5 */

/* 设置EINTMASK使能eint11,19 */

EINTMASK &= ~((1<<11) | (1<<19));

}

/* 读EINTPEND分辨率哪个EINT产生(eint4~23)

 * 清除中断时, 写EINTPEND的相应位

 */

void key_eint_irq(int irq)

{

unsigned int val = EINTPEND;

unsigned int val1 = GPFDAT;

unsigned int val2 = GPGDAT;

if (irq == 0) /* eint0 : s2 控制 D12 */

{

if (val1 & (1<<0)) /* s2 --> gpf6 */

{

/* 松开 */

GPFDAT |= (1<<6);

}

else

{

/* 按下 */

GPFDAT &= ~(1<<6);

}

}

else if (irq == 2) /* eint2 : s3 控制 D11 */

{

if (val1 & (1<<2)) /* s3 --> gpf5 */

{

/* 松开 */

GPFDAT |= (1<<5);

}

else

{

/* 按下 */

GPFDAT &= ~(1<<5);

}

}

else if (irq == 5) /* eint8_23, eint11--s4 控制 D10, eint19---s5 控制所有LED */

{

if (val & (1<<11)) /* eint11 */

{

if (val2 & (1<<3)) /* s4 --> gpf4 */

{

/* 松开 */

GPFDAT |= (1<<4);

}

else

{

/* 按下 */

GPFDAT &= ~(1<<4);

}

}

else if (val & (1<<19)) /* eint19 */

{

if (val2 & (1<<11))

{

/* 松开 */

/* 熄灭所有LED */

GPFDAT |= ((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));

}

else

{

/* 按下: 点亮所有LED */

GPFDAT &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));

}

}

}

EINTPEND = val;

}

void handle_irq_c(void)

{

/* 分辨中断源 */

int bit = INTOFFSET;

/* 调用对应的处理函数 */

if (bit == 0 || bit == 2 || bit == 5)  /* eint0,2,eint8_23 */

{

key_eint_irq(bit); /* 处理中断, 清中断源EINTPEND */

}

/* 清中断 : 从源头开始清 */

SRCPND = (1< INTPND = (1<}