【linux-IMX6ULL中断配置流程】

news2024/12/27 13:29:07

1. Cortex-A7和GIC中断概述

学习IMX6UL的中断处理系统，可以参考STM32的中断系统，并把知识点迁移过来：如下图，IMX6ULL与STM32最大的不同的就是IMX6ULL的中断控制器GIC（ general interrupt controller），其他总体思路都是类似的：

但是对于裸机编程而言，没有标准库可以直接调用，因此对于裸机而言，配置中断可分为底层配置，把相关的函数封装完毕，另外一个就是对这些封装好的函数进行调用，这里就和STM32使用标准库类似了

1. 1 Cortex-A7中断系统：

对于Cortex-A7而言，有8个中断系统，但是我们常用的就是复位中断和IRQ中断,因此主要了解就是IRQ中断；属于IRQ的中断有很多，我们怎么确定是哪一个类型的的呢？这个判断就是交给下面的GIC中断控制器。

1. 2 GIC中断控制器简介：

GIC控制器负责确定发生了那个中断并报给arm内核，由于目前只关注IRQ中断类型，因此GIC上报给ARM内核的只有IRQ中断类型：GIC中比较重要的点就是中断ID号和SPI中断类型。

重点关注的点1：就是我们使用的中断ID号是32-1019，但是在IM6ULL中我们使用的只有160个中断，其中前32个我们用不到，因此我实际用到的中断ID号就是32-159
重点关注的点2：SPI(Shared Peripheral Interrupt)中断类型，所有核共享的中断，比如按键中断、串口中断等等，这些中断所有的 Core 都可以处理，不限定特定 Core。

2. 中断配置概述

配置中断，拿IRQ中断类型来说，分两种情况，第一种情况是底层中断配置，因为是裸机编程，所以底层中断配置有两大类，一类就是启动文件的编写，和系统中断函数的编写；启动文件的编写主要有包含现场保护、CP15协处理器的中断功能编写、GIC中断控制器的编写、系统中断服务函数的调用、恢复现场这几大块；这个系统中断函数不是中断服务函数，中断服务函数属于上层编写，编写完毕并进行注册一就可以的。而对于系统中断函数则牵扯的就更多，其中就有中断初始化（包括GIC、中断偏移量、中断向量表的初始化）、中断向量表的编写、中断注册函数的编写；

第二种情况就是上层的中断初始化编写，类似于STM32的标准库的中断的处理流程，拿外部输入触发的中断来举例，主要编写的内容就是中断初始化函数和中断服务函数的编写两大块，其中中断初始化函数包括：引脚的模式要配置成中断触发（例如上升沿触发中断）、其次就是使能GIC中断控制器，（底层已经初始化了GIC控制器，但是初始化不等于使能），然后就是调用中断注册函数，对中断服务函数进行注册（实际就是把中断服务函数的地址传到中断向量表中）；另外中断服务函数编写我们要处理的程序。
在这里插入图片描述

3. 底层中断文件配置

由于这些内容比较复杂，因此这里对整体的思路做一个抽象的概括，相当于掌握大纲，即首先对整个配置流程有一个理解，具体细节的配置要根据代码详细揣摩

3.1 对启动文件.s的配置思路

由于是裸机编程，因此首先就是在启动文件中对各个中断模式进行设置，而对于IMX6ULL而言有7种中断模式，但是我们最关注的是reset_Handler和IRQ_Handler，这里拿IRQ的中断模式进行说明，其他都是类似的，首先就是触发中断，进入到IRQ_Handler函数中：如下伪代码

.global _start
_start:
    1. 第一步：配置IRQ中断处理函数：
    ldr pc,=IRQ_Handler      /*IRQ中断 */
    .......
IRQ_Handler:
    .......
    /*处理过程*/
 	2. 第二步：保护现场
 	3. 第三步：处理CP15协处理器
	4. 第四步：处理GIC中断控制器
	5. 第五步：进入到中断服务函数
	6. 第六步：恢复现场

第一步：配置IRQ中断处理函数：
第二步：保护现场
第三步：处理CP15协处理器
第四步：处理GIC中断控制器
第五步：进入到中断服务函数
第六步：恢复现场

对于启动文件中的编写就是大体如此，其次就是对中断函数的编写：

3.2 对中断函数配置思路

注意，这里的中断函数不是中断服务函数，中断服务函数是最终的处理函数，我们要先配置好中断函数，这样才能正确进入到中断服务函数；
我们在中断函数中要做的工作主要是包括以下部分：中断初始化（包含初始化GIC中断控制器金设置中断偏移量），中断偏移量的设置，然后就是中断向量表的建立及初始化，其次就是对注册中断服务函数的编写，以便于对中断服务函数进注册；总体思路如下：

中断初始化:包括：GIC中的初始化，系统中断向量表的初始化，以及中断向量偏移的设置：
建立系统中断向量表：对于IMX6ULL是包含160个中断，可以用一个结构体数组来表示：这个结构体数组包含两部分，第一部分是用来存储中断服务函数的地址，另外一个就是用户参数
注册中断服务函数：编写中断服务注册函数，方便对中断服务函数进行注册，也就是负责给中断向量表写入中断服务函数的地址；
中断处理函数：系统中断函数是放入启动文件中的函数，这个函数通过中断号直接读取结构体数组中对应的元素，这个元素的第一个参数就是中断服务函数的地址，所以要对中断服务函数进行编写完成后要进行注册，注意的是中断是可以嵌套的：

在这里插入图片描述

4. 上层中断配置流程

对于上层而言，中断触发的方式很多，包括GPIO中断出触发、IIC中断触发、UART中断触发等等，这里拿GPIO的外部输入中断配置而言就是分为两步：中断初始化函数的编写和中断分服务函数的编写，其中中断初始化包括：GPIO初始化、GIC使能、对中断服务函数进行注册、GPIO中断使能；对于中断服务函数的编写就是处理中断程序，具体代码如下，比较简单：

/*初始化外部中断————GPIO_18*/

void exit_init(void)
{
    gpio_pin_config_t key_config;
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0);
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0xF080);
    key_config.direction=kGPIO_DigitalInput;
    key_config.interruptMode=kGPIO_IntFallingEdge;  //注意这里错误
    //错误设置成低电平触发：导致按键按下去频繁进入中断
    //key_config.interruptMode=kGPIO_IntLowLevel
    
    key_config.outputLogic = 1;
    gpio_init(GPIO1,18,&key_config);
    
    GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);

    system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,gpio1_io18_irqhandler,NULL);

    gpio_enable_int(GPIO1,18);

}
/*中断处理函数*/
void gpio1_io18_irqhandler(unsigned int gicciar,void *param)
{
    static int status = 0 ;
    delay(20);
    if(gpio_pinread(GPIO1,18)==0)
    {
        status=!status;
        led_switch(LED0,status);
       // beep_switch(status);
    }
    /* 清除中断标志位*/
    gpio_clearintflags(GPIO1,18);

}