专题2-通过按键玩中断
第1课-中断处理流程深度剖析
一． 中断概念
CPU在工作的过程中，经常需要与外设进行交互，交互的方式包括“轮询方式”，“中断方式”。
- 轮询方式：
CPU不断地查询设备的状态。该方式实现比较简单，但是CPU利用率很低，不适合多任务的系统。
- 中断方式
CPU在告知硬件开始一项工作后，就去做别的事去了，当硬件完成了该项工作后，向CPU发送一个信号，告知CPU它已经完成了这项工作。这种方式就是我们所说的中断。
- 中断生命周期
串口控制器——中断控制器——CPU核
串口产生了事件，但是事件并不是直接送到CPU，而是送到中断处理器，进行判断是否适合CPU来处理，若是适合CPU的处理，就将事件传送给CPU。具体的流程可以变成如下的方式：
中断信号产生（中断源）——中断信号过滤（中断控制器）——中断信号处理（CPU）
二． 中断源
在中断的生命周期中，中断源的作用是负责产生中断信号。（芯片手册浏览中断源）
S3C2440支持60个中断源；S3C6410支持64中断源；S5PV210支持93个中断源。
第一关卡：
SUBSRCPND：当外界来了中断的时候，对应的只中断就会被置1。里面的每个位对应一个只中断。
SUBMASK：进行第一重过滤，每一位对应着一个只中断，我们把相应的位设置为1，就是把该位屏蔽了。0表示允许通过。
第二关卡：
SRCPND：进行中断的判定。
MASK：中断的过滤。
Mode：判断中断是优先的还是普通的
Priority：判断多个中断的优先级别
S3C2440支持60个中断源；
S3C6410支持64个中断源；
S5PV210支持93个中断源。（通过芯片手册浏览中断源）
- 中断过滤
中断信号产生（中断源）——中断信号过滤（中断控制器）——中断信号处理（CPU）
（1）非向量方式（2440）
（2）向量方式（6410/210）
中断程序总入口——保存环境——判断中断源——调用对应该中断源的中断处理程序——回复环境
当中断产生时CPU直接调转到用户设置好的中断处理程序处——保存环境——设备的中断处理——恢复环境
以上红色的字体表示我们需要用软件来实现的操作。
第2课-2440按键中断编程
一．程序结构优化
将完整的程序划分为多个晓得程序。
二．中断编程
l Botton
#define GPFCON (volatile unsigned long *)0x56000050
/*
* K1,K2,K3,K4对应GPF1、GPF4、GPF2、GPF0
*/
#define GPF0_int (0x2<<(0*2))
#define GPF1_int (0x2<<(1*2))
#define GPF2_int (0x2<<(2*2))
#define GPF4_int (0x2<<(4*2))
#define GPF0_msk (3<<(0*2))
#define GPF1_msk (3<<(1*2))
#define GPF2_msk (3<<(2*2))
#define GPF4_msk (3<<(4*2))
void button_init()
{
*(GPFCON) &= ~(GPF0_msk | GPF1_msk | GPF2_msk | GPF4_msk);
*(GPFCON) |= GPF0_int | GPF1_int | GPF2_int | GPF4_int;
}
l Interrupt
/*interrupt registes*/
#define SRCPND (volatile unsigned long *)0x4A000000
#define INTMOD (volatile unsigned long *)0x4A000004
#define INTMSK (volatile unsigned long *)0x4A000008
#define PRIORITY (volatile unsigned long *)0x4A00000c
#define INTPND (volatile unsigned long *)0x4A000010
#define INTOFFSET (volatile unsigned long *)0x4A000014
#define SUBSRCPND (volatile unsigned long *)0x4A000018
#define INTSUBMSK (volatile unsigned long *)0x4A00001c
#define EINTMASK (volatile unsigned long *)0x560000a4
#define EINTPEND (volatile unsigned long *)0x560000a8
void init_irq()
{
// 对于EINT4，需要在EINTMASK寄存器中使能它
*(EINTMASK) &= ~(1<<4);
// EINT0、EINT1、EINT2、EINT4_7使能
*(INTMSK) &= (~(1<<0)) & (~(1<<1)) & (~(1<<2)) & (~(1<<4));
__asm__(
/*开中断*/
"mrs r0,cpsr\n"
"bic r0, r0, #0x80\n"
"msr cpsr_c, r0\n"
:
:
);
}
void handle_int()
{
/*读取产生中断的源*/
unsigned long value = *(INTOFFSET);
switch(value)
{
case 0: //EINT0~K4
led_on();
break;
case 1: //EINT1~K1
led_off();
break;
case 2: //EINT2~K3
led_on();
break;
case 4: //EINT4~K2
led_off();
break;
default:
break;
}
/* 中断清除 */
if(value == 4)
*(EINTPEND) = (1 << 4);
*(SRCPND) = 1 << value;
*(INTPND) = 1 << value;
}
l Led
#define GPBCON (volatile unsigned long*)0x56000010
#define GPBDAT (volatile unsigned long*)0x56000014
#define GPB5_out (1<<(5*2))
#define GPB6_out (1<<(6*2))
#define GPB7_out (1<<(7*2))
#define GPB8_out (1<<(8*2))
void led_init()
{
*(GPBCON) = GPB5_out | GPB6_out | GPB7_out | GPB8_out;
}
void led_off()
{
*(GPBDAT) = 0x7ff;
}
void led_on()
{
*(GPBDAT) = 0x61f;
}
l Main
int gboot_main()
{
#ifdef MMU_ON
mmu_init();
#endif
led_init();
button_init();
init_irq();
while(1);
return 0;
}
l MMU
/*
* 用于段描述符的一些宏定义
*/
#define MMU_FULL_ACCESS (3 << 10) /* 访问权限 */
#define MMU_DOMAIN (0 << 5) /* 属于哪个域 */
#define MMU_SPECIAL (1 << 4) /* 必须是1 */
#define MMU_CACHEABLE (1 << 3) /* cacheable */
#define MMU_BUFFERABLE (1 << 2) /* bufferable */
#define MMU_SECTION (2 << 0) /* 段描述符 */
#define MMU_SECDESC (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL | MMU_SECTION)
#define MMU_SECDESC_WB (MMU_FULL_ACCESS | MMU_DOMAIN | MMU_SPECIAL | MMU_CACHEABLE | MMU_BUFFERABLE | MMU_SECTION)
void create_page_table(void)
{
unsigned long *ttb = (unsigned long *)0x31000000;
unsigned long vaddr, paddr;
vaddr = 0x00000000;
paddr = 0x30000000;
*(ttb + (vaddr >> 20))= (paddr & 0xfff00000) | MMU_SECDESC_WB;
vaddr = 0x56000000;
paddr = 0x56000000;
*(ttb + (vaddr >> 20)) = (paddr & 0xFFF00000) | MMU_SECDESC;
vaddr = 0x4A000000;
paddr = 0x4A000000;
*(ttb + (vaddr >> 20)) = (paddr & 0xfff00000) | MMU_SECDESC;
vaddr = 0x30000000;
paddr = 0x30000000;
while (vaddr < 0x34000000)
{
*(ttb + (vaddr >> 20)) = (paddr & 0xFFF00000) | MMU_SECDESC_WB;
vaddr += 0x100000;
paddr += 0x100000;
}
}
void mmu_enable()
{
__asm__(
/*设置TTB*/
"ldr r0, =0x31000000\n"
"mcr p15, 0, r0, c2, c0, 0\n"
/*不进行权限检查*/
"mvn r0, #0\n"
"mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0\n"
/*使能MMU*/
"mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"
"orr r0, r0, #0x0001\n"
"mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"
:
:
);
}
void mmu_init()
{
create_page_table();
mmu_enable();
}
l Start.s
.text
.global _start
_start:
b reset
ldr pc, _undifined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undifined_instruction: .word undifined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word reset
undifined_instruction:
nop
software_interrupt:
nop
prefetch_abort:
nop
data_abort:
nop
not_used:
nop
irq:
sub lr, lr, #4
stmfd sp!, {r0-r12, lr} /* 保护现场 */
bl handle_int
ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^ /* 恢复现场，^表示把spsr恢复到cpsr */
fiq:
nop
reset:
bl set_svc
bl disable_watchdog
bl disable_interrupt
bl disable_mmu
bl init_clock
bl init_sdram
bl copy_to_ram
bl init_stack
bl clean_bss
ldr pc, =gboot_main
@ bl light_led
set_svc:
mrs r0, cpsr
bic r0, r0,#0x1f
orr r0, r0,#0xd3
msr cpsr, r0
mov pc, lr
#define pWTCON 0x53000000
disable_watchdog:
ldr r0, =pWTCON
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
mov pc, lr
disable_interrupt:
mvn r1, #0x0
ldr r0, =0x4a000008
str r1, [r0]
mov pc, lr
disable_mmu:
mcr p15,0,r0,c7,c7,0
mrc p15,0,r0,c1,c0,0
bic r0, r0, #0x00000007
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
mov pc, lr
#define CLKDIVN 0x4c000014
#define MPLLCON 0x4c000008
#define MPLL_405MHZ ((127<<12)|(2<<4)|(1<<0))
init_clock:
ldr r0, =CLKDIVN
mov r1, #0x5
str r1, [r0]
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
orr r0,r0,#0xc0000000
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
ldr r0, =MPLLCON
ldr r1, =MPLL_405MHZ
str r1, [r0]
mov pc, lr
#define mem_contrl 0x48000000
init_sdram:
ldr r0, =mem_contrl
add r3, r0, #4*13
adrl r1, mem_data
0:
ldr r2, [r1], #4
str r2, [r0], #4
cmp r0, r3
bne 0b
mov pc, lr
copy_to_ram:
ldr r0, =0x0
ldr r1, =0x30008000
add r3, r0, #1024*4
copy_loop:
ldr r2, [r0], #4
str r2, [r1], #4
cmp r0, r3
bne copy_loop
mov pc, lr
init_stack:
msr cpsr_c, #0xd2
ldr sp, =0x33000000 @此处实际设置的是r13_irq
msr cpsr_c, #0xd3
ldr sp, =0x34000000 @此处实际设置的是r13_svc
mov pc, lr
clean_bss:
ldr r0, =bss_start
ldr r1, =bss_end
cmp r0, r1
moveq pc, lr
clean_loop:
mov r2, #0
str r2, [r0], #4
cmp r0, r1
bne clean_loop
mov pc, lr
mem_data:
.long 0x22000000
.long 0x00000700
.long 0x00000700
.long 0x00000700
.long 0x00000700
.long 0x00000700
.long 0x00000700
.long 0x00018001
.long 0x00018001
.long 0x008c04f5
.long 0x000000b1
.long 0x00000030
.long 0x00000030
#define GPBCON 0x56000010
#define GPBDAT 0x56000014
light_led:
ldr r0, =GPBCON
ldr r1,=0x15400
str r1, [r0]
ldr r0, =GPBDAT
ldr r1,=0x6BF
str r1, [r0]
mov pc, lr
当完成所有的程序编程后，我们要不一些过滤用的寄存器清零。