TQ2440 学习笔记—— 21、中断体系结构

最新推荐文章于 2022-03-14 22:29:22 发布

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本文详细介绍了嵌入式Linux中60个中断源的分类、中断体系结构及其处理过程，包括7种CPU工作模式、异常处理、中断处理过程和相关寄存器的作用。同时，阐述了中断的开启、清除方法以及如何通过源码实现中断处理。

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（韦东山——嵌入式Linux 应用开发完全手册）

中断体系结构：

S3C2440一共有60个中断源，其中有15个子中断源，它们与SUBSRCPND寄存器中的每一位相对应，其他45个中断源与SRCPND中的每一位相对应。要注意的是EINT4~7对应的是同一位SRCPND[4],而EINT8~23对应的也是SRCPND[5]一位。

一、ARM 体系CPU 的 7 种工作模式

1、用户模式

2、快速中断模式

3、中断模式

4、管理模式

5、数据访问终止模式

6、系统模式

7、未定义指令中止模式

二、异常

三、中断处理过程

a 如果是不带子中断的内部中断：发生后SRCPND相应位置1，如果没有被INTMSK屏蔽，那么等待进一步处理。
b 如果是带子中断的内部中断：发生后SUBSRCPND相应位置1，如果没有被INTSUBMSK屏蔽，那么SRCPND相应位置1，等待进一步处理，几个SUBSRCPND可能对应同一个SRCPND，对应表如下(P381)：

外部中断过程

a 如果是外部中断：EINT0-EINT3发生后SRCPND相应位置1，如果没有被INTMSK屏蔽，那么等待进一步处理。EINT4-EINT23发生后EINTPEND相应位置1，如果没有被EINTMASK屏蔽，那么SRCPND相应位EINT4-7 或EINT8-23置1，如果没有被INTMSK屏蔽，等待进一步处理，几个EINTPEND对应同一个SRCPND，对应表如下：

各个外部中断与管脚的对应关系如下图所示:

三种中断都等待进一步处理了。接下来从SRCPND往下看，看INTMSK。如果中断被屏蔽了，就不用说了（注意：快中断也能被屏蔽）。如果没有被屏蔽，那么会进一步到INTMOD。如果是快中断，那么直接出来，进入FIQ（即CPU进入快中断模式处理）。如果是普通中断，那么SRCPND可以有多为置1（FIQ只能有一个），这时就会经过PRIORITY选出一个优先级高的，然后把根据选出的中断把INTPND相应位置1（注意：只能选出一个），进入IRQ，让CPU处理。

中断的开启

a.如果是不带子中断的内部中断，只需设置INTMSK，让它不屏蔽中断就可以了。
b 如果是带子中断的内部中断，需设置INTSUBMSK和INTMSK，让它们不屏蔽中断就可以了。
c 如果是外部中断，对于EINT8-23需要设置EINTMASK和INTMSK。对于EINT0-EINT3只需设置INTMSK。

中断的清除

a.如果是不带子中断的内部中断，只需清除SRCPND，注意清除需位置1。
b 如果是带子中断的内部中断，需清除SRCPND和SUBSRCPND，注意先清除SUBSRCPND，再清除SRCPND。因为，如果你先清除SRCPND的话，然后在清除SUBSRCPND的过程中，SRCPND会以为又有中断发生，又会置1。也就是说一次中断会响应两次。所以必须先掐断源头。
c 如果是外部中断，对于EINT8-23需要清除EINTPEND和SRCPND（同样注意顺序）。对于EINT0-EINT3只需清除SRCPND。

四、相关寄存器

外部中断寄存器

24个外部中断占用GPF0-GPF7（EINT0-EINT7），GPG0-GPG15（EINT8-EINT23）。用这些脚做中断输入，则必须配置引脚为中断，并且不要上拉。具体可参考datesheet数据手册。
寄存器：
EXTINT0-EXTINT2：分别设置EINT0—EINT7、EINT8—EINT15、EINT16—EINT23的触发方式(高电平触发、低电平触发、下降沿触发、上升沿触发)。
EINTFLT0-EINTFLT3：控制滤波时钟和滤波宽度。
EINTPEND：这个是中断挂起寄存器，清除时要写1，后面还有几个是写1清除。当一个外部中断（EINT4-EINT23）发生后，那么相应的位会被置1。为什么没有EINT0-EINT3，因为它们分别由SRCPND寄存器的后4位控制。
EINTMASK：这个简单，是屏蔽中断用的，也就是说位为1时，此次中断无效。

内部中断寄存器

内部中断有8个寄存器。
寄存器：
SUBSRCPND：当一个中断发生后，那么相应的位会被置1，表示一个中断发生了。
INTSUBMSK：与上一个是一样的，中断屏蔽寄存器。
SRCPND：当一个中断发生后，那么相应的位会被置1，表示一个或一类中断发生了。
INTMSK：用来屏蔽SRCPND寄存器所标识的中断。但只能屏蔽IRQ中断，不能屏蔽FIQ中断。
INTMOD：当INTMOD中某位被设置为1时，它对应的中断被设为FIQ，CPU将进入快速中断模式。
PRIORITY：用于设置IRQ中断的优先级。具体使用方法可参考芯片手册。
INTPND：中断优先级仲裁器选出优先级最高中断后，这个中断在INTPND寄存器中的相应位被置1，随后，CPU进入中断模式处理它。同一时间内，此寄存器只有一位被置1。
INTOFFSET：用来表示INTPND寄存器中哪位被置1了，即记录INTPND中位[x]为1的位x的值。清除INTPND、SRCPND时自动清除。

五、源码分析

#include "s3c24xx.h"

void EINT_Handle()
{
    unsigned long oft = INTOFFSET;
    unsigned long val;

	/*
	 * K1,K2,K3,K4对应GPF1、GPF4、GPF2、GPF0
	 *            即 EINT1, ETIN4, EINT2, EINT0
	 *            oft为 1, 4, 2, 0 (对应INTMSK寄存器)
	 */
    
    switch( oft )
    {
        // K1被按下
        case 1: 
        {   
            GPBDAT |= (0xF<<5);   // 所有LED熄灭
            GPBDAT &= ~(1<<5);      // LED1点亮
            break;
        }
        
        // K2被按下
        case 4:
        {   
            GPBDAT |= (0xF<<5);   // 所有LED熄灭
            GPBDAT &= ~(1<<6);      // LED2点亮
            break;
        }

        // K3被按下
        case 2:
        {   
            GPBDAT |= (0xF<<5);   // 所有LED熄灭
            GPBDAT &= ~(1<<7);      // LED3点亮
            break;
        }

        // K4被按下
        case 0:
        {   
            GPBDAT |= (0xF<<5);   // 所有LED熄灭
            GPBDAT &= ~(1<<8);      // LED4点亮
            break;
        }

        default:
            break;
    }

    //清中断
    if( oft == 4 ) 
        EINTPEND = (1<<4);   // EINT4_7合用IRQ4
    SRCPND = 1<<oft;
    INTPND = 1<<oft;
}