1. 中断是什么？
中断是一种异常，特点是CPU被打断后执行中断处理程序，然后再恢复执行原来的程序。
中断是软件依托硬件提供的机制实现的，理解异常，必须先理解硬件的机制。
2. 硬件提供的机制——异常向量表
当发生异常时，硬件会自动让pc跳到异常向量表对应位置执行，
异常向量表如下：
可以看出异常向量表就是数组，数组元素是函数指针，按照访问内存的方式访问。
板子刚启动时，处于SVC模式，查阅 iROM_Application_note 可以知道异常向量表的基地址。
我们可以根据上面知识写出下面代码：
#define EXCEPTION_BASE 0xD0037400 #define rFIQ_EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE + 0x1C)) #define rIRQ_EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE + 0x18)) #define rDATA_ABORT_EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE + 0x10)) #define rPREFECTH_ABORT_EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE + 0x0C)) #define rSOFTWARE__EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE + 0x08)) #define rUNDEFINED_EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE + 0x04)) #define rRESET_EXCEPTION (*(volatile unsigned int *)(EXCEPTION_BASE)) #include "stdio.h" void fiq_exception(void) { printf("fiq_exception\n"); } void irq_exception(void) { printf("irq_exception\n"); } void data_abort_exception(void) { printf("data_abort_exception\n"); } void prefetch_exception(void) { printf("prefetch_exception\n"); } void software_exception(void) { printf("software_exception\n"); } void undefined_exception(void) { printf("undefined_exception\n"); } void reset_exception(void) { printf("reset_exception\n"); } void system_exception_init() { rFIQ_EXCEPTION = (unsigned int)fiq_exception; rIRQ_EXCEPTION = (unsigned int)irq_exception; rDATA_ABORT_EXCEPTION = (unsigned int)data_abort_exception; rPREFECTH_ABORT_EXCEPTION = (unsigned int)prefetch_exception; rSOFTWARE__EXCEPTION = (unsigned int)software_exception; rUNDEFINED_EXCEPTION = (unsigned int)undefined_exception; rRESET_EXCEPTION = (unsigned int)reset_exception; }
这样将中断处理程序绑定到异常向量表，如果发生了异常就会跳转执行对应打印语句。
但上面的代码不能实现中断，因为中断是停下手上的工作，去完成中断服务，然后返回继续原先的工作，这要求保护现场，处理中断，恢复现场。
所以异常向量表绑定的程序应该这样写：
irq_exception: ldr sp, =IRQ_STACK @由于异常发生时，CPU模式切换，IRQ的栈需要设置 sub lr, lr, #4 @ 由于ARM的流水线技术，所以 返回地址需要计算 stmfd sp!, {r0-r12, lr} @ 将返回地址和寄存器值保持到栈中 bl irq_handler @ 处理中断 ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^ @ 先将栈中保持的值恢复到寄存器中，然后pc跳转到返回地址，最后 cpsr 恢复
上面还有一个细节，代码中没有体现，即异常发生时 硬件自动将 cpsr 的值保存到 spsr 中，所以再保护现场中我们没有手动完成这步。
上面就完成了中断处理的框架，下面讨论 irq_handler
3.硬件对异常的支持
irq_handler的目标是找到中断处理程序，并执行。
这就需要了解SoC对中断提供的其他支持了。
以S5PV210为例，210有120种左右的中断，每个中断都有一个自己的寄存器用来绑定自己的处理程序入口地址。
并且210将这120种中断分为4组，每组有一个状态寄存器，当发生中断时，状态 寄存器的对应为置一，
每组还有一个地址寄存器，当发生中断时，硬件自动将中断的入口地址写入那个地址寄存器。
下面给出与中断相关寄存器的总结：
中断最基本寄存器大致分为三类： （1）中断查看 IRQStatus FIQStatus RawInterrupt （2）中断设置 禁止和使能 VICINTENABLE VICINTENCLEAR 模式选择 VICINTSELECT （3）ISR vector address 地址绑定 VICVECTADDR[0-31] 地址获取 VICADDRESS
这样我们就知道了编程思路：
中断发生前
（1）初始化中断：
先禁止所有中断（防止跑飞），选择中断模式，中断地址寄存器清零。
将要使用的中断的程序入口地址绑定到对应的寄存器中。
开启要使用的中断。
中断发生后
（2）寻找中断服务程序，并执行
通过查看4组中断状态寄存器，如果非0，即为该组发生了中断，中断服务程序即在该组的地址寄存器中。
从地址寄存器中取出程序入口地址并执行。
（3）清中断
当中断处理完后，将4组中断状态寄存器置0。
那么（1）初始化中断就应该这样：
void intc_clearvectaddr(void) { VIC0ADDR = 0; VIC1ADDR = 0; VIC2ADDR = 0; VIC3ADDR = 0; } void int_init() { // 禁止所有中断 VIC0INTENCLEAR = 0xffffffff; VIC1INTENCLEAR = 0xffffffff; VIC2INTENCLEAR = 0xffffffff; VIC3INTENCLEAR = 0xffffffff; // 选择中断类型为IRQ VIC0INTSELECT = 0x0; VIC1INTSELECT = 0x0; VIC2INTSELECT = 0x0; VIC3INTSELECT = 0x0; // 清零地址寄存器 intc_clearvectaddr(); } void system_exception_init() { // 设置异常向量表 rFIQ_EXCEPTION = (unsigned int)fiq_exception; rIRQ_EXCEPTION = (unsigned int)irq_exception; rDATA_ABORT_EXCEPTION = (unsigned int)data_abort_exception; rPREFECTH_ABORT_EXCEPTION = (unsigned int)prefetch_exception; rSOFTWARE__EXCEPTION = (unsigned int)software_exception; rUNDEFINED_EXCEPTION = (unsigned int)undefined_exception; rRESET_EXCEPTION = (unsigned int)reset_exception; // 初始化中断 int_init(); }
main.c中绑定要用的中断服务程序和开启中断
void intc_setvectaddr(unsigned long intnum, void (*handler)(void)) { //VIC0 if(intnum<32) { *( (volatile unsigned long *)(VIC0VECTADDR + 4*(intnum-0)) ) = (unsigned)handler; } //VIC1 else if(intnum<64) { *( (volatile unsigned long *)(VIC1VECTADDR + 4*(intnum-32)) ) = (unsigned)handler; } //VIC2 else if(intnum<96) { *( (volatile unsigned long *)(VIC2VECTADDR + 4*(intnum-64)) ) = (unsigned)handler; } //VIC3 else { *( (volatile unsigned long *)(VIC3VECTADDR + 4*(intnum-96)) ) = (unsigned)handler; } return; } // 使能中断 void intc_enable(unsigned long intnum) { unsigned long temp; if(intnum<32) { temp = VIC0INTENABLE; temp |= (1<<intnum); // 如果是第一种设计则必须位操作，第二种设计可以 // 直接写。 VIC0INTENABLE = temp; } else if(intnum<64) { temp = VIC1INTENABLE; temp |= (1<<(intnum-32)); VIC1INTENABLE = temp; } else if(intnum<96) { temp = VIC2INTENABLE; temp |= (1<<(intnum-64)); VIC2INTENABLE = temp; } else if(intnum<NUM_ALL) { temp = VIC3INTENABLE; temp |= (1<<(intnum-96)); VIC3INTENABLE = temp; } // NUM_ALL : enable all interrupt else { VIC0INTENABLE = 0xFFFFFFFF; VIC1INTENABLE = 0xFFFFFFFF; VIC2INTENABLE = 0xFFFFFFFF; VIC3INTENABLE = 0xFFFFFFFF; } }
int main() { uart_init(); system_exception_init(); // 绑定isr到中断控制器硬件 intc_setvectaddr(KEY_EINT2, isr_eint2); intc_setvectaddr(KEY_EINT3, isr_eint3); // 使能中断 intc_enable(KEY_EINT2); intc_enable(KEY_EINT3); printf("hello world\n"); return 0; }
第二步这样做
unsigned long intc_getvicirqstatus(unsigned long ucontroller) { if(ucontroller == 0) return VIC0IRQSTATUS; else if(ucontroller == 1) return VIC1IRQSTATUS; else if(ucontroller == 2) return VIC2IRQSTATUS; else if(ucontroller == 3) return VIC3IRQSTATUS; else {} return 0; } void irq_handler(void) { printf("irq_handler.\n"); unsigned long vicaddr[4] = {VIC0ADDR,VIC1ADDR,VIC2ADDR,VIC3ADDR}; int i=0; void (*isr)(void) = NULL; for(i=0; i<4; i++) { if(intc_getvicirqstatus(i) != 0) { isr = (void (*)(void)) vicaddr[i]; break; } } (*isr)(); }
第三步
void isr_eint2(void) {// 第一，中断处理代码 printf("isr_eint2_LEFT.\n"); // 第二，清除中断挂起 intc_clearvectaddr(); }
这样就可以处理SoC内部外设产生的中断，但是对于外部设备的中断还不能处理。
4.外部中断
中断分为SoC内部中断，如定时器，外部中断，如按键。
对于外部中断是通过GPIO传输的，所以需要将GPIO设置为外部中断模式。
外部中断重要的寄存器如下：
EXT_INT_CON:
设置触发模式为电平触发还是边沿触发。
EXT_INT_MASK:
禁止或使能
EXT_INT_PEND:
外部中断挂起，但中断发生后，PEND的对应位会置1，就会不停的向SoC发中断请求。
那么对于按键的中断初始化就如下：
// 以中断方式来处理按键的初始化 void key_init_interrupt(void) { // 1. 外部中断对应的GPIO模式设置 rGPH0CON |= 0xFF<<8; // GPH0_2 GPH0_3设置为外部中断模式 rGPH2CON |= 0xFFFF<<0; // GPH2_0123共4个引脚设置为外部中断模式 // 2. 中断触发模式设置 rEXT_INT_0_CON &= ~(0xFF<<8); // bit8~bit15全部清零 rEXT_INT_0_CON |= ((2<<8)|(2<<12)); // EXT_INT2和EXT_INT3设置为下降沿触发 rEXT_INT_2_CON &= ~(0xFFFF<<0); rEXT_INT_2_CON |= ((2<<0)|(2<<4)|(2<<8)|(2<<12)); // 3. 中断允许 rEXT_INT_0_MASK &= ~(3<<2); // 外部中断允许 rEXT_INT_2_MASK &= ~(0x0f<<0); // 4. 清挂起，清除是写1，不是写0 rEXT_INT_0_PEND |= (3<<2); rEXT_INT_2_PEND |= (0x0F<<0); }
对于外部中断，中断处理完后还需要清中断挂起
void isr_eint2(void) { printf("isr_eint2_LEFT.\n"); // 第二，清除中断挂起 rEXT_INT_0_PEND |= (1<<2); intc_clearvectaddr(); }
以上就完成中断。