硬件驅動——I.MX6ULL裸機啟動（3）（按鍵設置及中斷設置

重點：

1.GIC：（Generic??Interrupt??Controller）通用中斷控制器，是ARM架構中用于管理中斷的核心模塊，主要用于現代多核處理器系統。它負責接收，分發并分發中斷請求，減輕CPU負擔，使其專注于計算任務。目前GIC有四個版本，V1~V4，現在只有V2~V4正在大量使用，IMX6ULL搭載的是V2的GIC控制器。

2.協處理器是一種專門用于輔助CPU執行特定任務的硬件模塊，通過分擔CPU的運算負荷來提升系統整體效率

AMR?Cortex??A7內核配備了16個協處理器

3.將異常向量表重映射的原因：默認情況下，異常向量表在低地址（0x00000000），但系統運行時，可能需要把異常向量表放到其他的地址（比如更高的內存地址，放在操作系統或應用程序靈活管理內存空間），這樣能更合理的利用內存，也便于對異常處理程序進行組織和管理。

重映射異常向量表的方法：通過協處理器（CP15）中的相關寄存器（比如向量基地址寄存器），將異常向量表的基地址修改為目標地址，是的處理器在處理異常時，能到新的地址去獲得異常處理程序的入口

一.實現按鍵功能

相關代碼：

#include "key.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "fsl_iomuxc.h"
#include "core_ca7.h"void init_key(void)
{IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0);   //設置IO復用功能IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0xF0B0);   //配置該引腳的電氣屬性struct GPIO_Type_t t ={.direction = gpio_input     };init_gpio(GPIO1,18,&t);        //按鍵為輸出方式
}
int key_pressed(void)
{if(read_gpio(GPIO1,18) == 0)    //判斷該引腳是高電平還是低電平，低電平為按下按鍵返回0，高電平為沒按按鍵返回1{return 1;}else{return 0;}}

#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
#include "gpio.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "fsl_iomuxc.h"extern void init_key(void);extern int key_pressed(void);
#endif

int main(void)
{enable_clocks();system_interrupt_init();init_beep();init_led();init_key();while(1){delay(0xFFFFF);}return 0;
}

匯編代碼與上一節一樣

二.中斷

1.中斷步驟：

? ? ? ? 1）中斷源發出中斷請求；

? ? ? ? 2）內核檢查是否響應相應中斷以及判斷該中斷是否屏蔽；

? ? ? ? 3）內核檢查中斷的優先級；

? ? ? ? 4）保護現場

? ? ? ? 5）執行中斷服務函數；

? ? ? ? 6）恢復現場

2.GIC中斷控制器

GIC：（Generic??Interrupt??Controller）通用中斷控制器，是ARM架構中用于管理中斷的核心模塊，主要用于現代多核處理器系統。它負責接收，分發并分發中斷請求，減輕CPU負擔，使其專注于計算任務。目前GIC有四個版本，V1~V4，現在只有V2~V4正在大量使用，IMX6ULL搭載的是V2的GIC控制器。

GIC能處理1200個中斷，分為三大類：

1.SPI：共享外設中斷? ? ? ? 32~1019

2.PPI：私有外設中斷，內核與內核之間的通信中斷? ? ? ? 16~31號

3.SGI：軟件產生中斷? ? ? ? 0~15號

IMX6ULL中有160個中斷

IAR：中斷通知寄存器? ? ? ? 將中斷編號傳給內核

EOIR：中斷結束寄存器? ? ? ? 清除中斷

3.協處理器（Techinal手冊）

ARM內核支持16個協處理器，CP0~CP15，

SCTLR：映射異常向量表

VBVR：異常向量的基地址

mrc：用來讀的目標寄存器（CP15）的值放到通用寄存器當中去

mcr：用來將通用寄存器里的值寫到（CP15）目標寄存器當中去

MRC{cond} p15, <opc1>, <Rt>, <CRn>, <CRm>, <opc2>
cond：指令執行的條件碼，就是之前我們使用過的指令條件，eq,lt什么的。如果忽略的話就表
示無條件執行；

p15：表示要讀取的是CP15當中的某個寄存器；

opc1：協處理器要執行的操作碼1，其實就是一個數，要做什么將來查表；

Rt：ARM 目標寄存器，讀出來的數據放到哪個ARM寄存器里。CP15

CRn：CP15 協處理器的目標寄存器，就是你要讀取CP15的哪個寄存器(C0~C15)；

CRm：協處理器中附加的目標寄存器或者源操作數寄存器，如果不需要附加信息就將CRm 設置
為 C0，否則結果不可預測。?

opc2：可選的協處理器特定操作碼2，使用時查表。

4.實現的代碼

#include "key.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "fsl_iomuxc.h"
#include "core_ca7.h"
#include "interrupt.h"
#include "led.h"
void init_key(void)
{IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0);   //設置IO復用功能IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0xF0B0);   //配置該引腳的電氣屬性struct GPIO_Type_t t ={.direction = gpio_input     };init_gpio(GPIO1,18,&t);        //按鍵為輸出方式GPIO1->ICR2 |= (3 << 4);       //將GPIO1當中的18號引腳設置為下降沿觸發方式  ICR為中斷方式的寄存器GPIO1->IMR |= (1 << 18);       //將GPIO1當中的18號引腳置1，打開18號引腳的中斷屏蔽寄存器     IMR為中斷屏蔽寄存器system_interrupt_register(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,key_interrupt_handler);GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);       //打開指定的中斷，該位置打開編號為99的中斷GIC_SetPriority(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,0);   //設置中斷優先級為0，即優先級最高
}void key_interrupt_handler(void)
{if((GPIO1->ISR &(1 << 18)) != 0)    //判斷中斷標記寄存器中產生中斷是由GPIO1的18號引腳造成的{led_nor();GPIO1->ISR |= (1 << 18);        //清除中斷標記寄存器}
}
int key_pressed(void)
{if(read_gpio(GPIO1,18) == 0)    //判斷該引腳是高電平還是低電平，低電平為按下按鍵返回0，高電平為沒按按鍵返回1{return 1;}else{return 0;}}

#include "interrupt.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "core_ca7.h"static irq_handler_t interrupt_vector_table[160];  //定義一個函數的指針的數組，用來存放中斷void system_interrupt_init(void)
{GIC_Init();     //對GIC控制器進行初始化操作
}void system_interrupt_register(int num, irq_handler_t handler)  //注冊中斷服務函數
{interrupt_vector_table[num] = handler;      
}void system_interrupt_handler(int num)      //中斷服務函數，num為哪一個中斷發出的中斷請求，傳遞其中斷號
{if(interrupt_vector_table[num] != NULL)    //什么原因造成的中斷，該處為中斷編號為99的中斷{interrupt_vector_table[num]();      //調用這個函數的指針數組}}

.global _start_start:ldr pc, =_reset_handlerldr pc, =_undefine_handlerldr pc, =_svc_handlerldr pc, =_prefetch_abort_handlerldr pc, =_data_abort_handlerldr pc, =_reserved_handlerldr pc, =_irq_handlerldr pc, =_fiq_handler_undefine_handler:ldr pc, =_undefine_handler_svc_handler:ldr pc, =_svc_handler_prefetch_abort_handler:ldr pc, =_prefetch_abort_handler_data_abort_handler:ldr pc, =_data_abort_handler_reserved_handler:ldr pc, =_reserved_handler
//在main函數當中初始化irq中斷函數
_irq_handler:subs lr, lr, #4         //通過查表，將鏈接寄存器的值減4（異常狀態返回地址）mrc p15, 4, r1, c15, c0, 0      //將GIC的基地址放到r1當中去add r1, r1, #0x2000         //得到的是C_CTLR的基地址ldr r0, [r1, #0x0C]         //將r1當中的基地址偏移0x0C的地址(C-IAR（發出中斷請求的寄存器）)存(讀)到r0寄存器當中stmfd sp!, {r0-r12, lr}     //保護現場stmfd sp!, {r0, r1}         //將r0和r1入棧cps #0x1F                   //切換為system模式stmfd sp!, {lr}             //保護system模式下的lrbl system_interrupt_handler //調用C語言函數ldmfd sp!, {lr}             //恢復system模式下的lrcps #0x12                   //切換為irq模式ldmfd sp!, {r0, r1}         //將第38行的r0和r1出棧str r0, [r1, #0x10]         //將r0當中的值寫到r1偏移0x10的地址上去（C_EOIR（清除中斷標志的寄存器））ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^    //恢復現場并且改變模式
_fiq_handler:ldr pc, =_fiq_handler_reset_handler:
/*     mrs r0,cpsrbic r0, r0, #0x1Forr r0, r0, #0x12   //irp(10010)bic r0, r0, #(1 << 7)       //打開irq中斷msr cpsr, r0ldr sp, =0x86000000mrs r0,cpsrbic r0, r0, #0x1Forr r0, r0, #0x1F   //system(11111)msr cpsr, r0ldr sp, =0x84000000
*/cps #0x12           //irq(10010)模式ldr sp, =0x86000000 cps #0x1F           //system(11111)模式cpsie ildr sp, =0x84000000//先通過CP15寫處理器打開設置基地址的選項，再通過映射異常向量表bl _enable_icahce       bl _set_vbar bl _bss_clear b main  //跳轉至main函數當中//處理CP15協處理器（SCTLR)
_enable_icahce:         mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0       //讀目標寄存器的值放到通用寄存器r0上bic r0, r0, #(1 << 13)          //根據查表，將SCTLR的第13位清0，此位用來選擇異常向量的基地址，目的是軟件可以通過VBAR來重新設置這個基地址orr r0, r0, #(1 << 12)          //根據查表，將SCTLR的第12位置1，此位用來將指令cache進來打開，默認是關閉狀態mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0       //將修改后的目標寄存器的值重新寫入目標寄存器bx lr
//設置異常向量表基地址(VBAR)
_set_vbar:ldr r0, =0x87800000              //將異常向量表的基地址存入到r0當中mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0       //根據查表，將r0當中的基地址通過cp15協處理器寫入CBAR當中，當作GIC的基地址bx lr_bss_clear:ldr r0, =__bss_startldr r2, =__bss_end
loop:mov r1, #0str r1, [r0]add r0, r0, #4cmp r0, r2blt loopbx lrfinished:b finished

#include "beep.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "core_ca7.h"
#include "interrupt.h"void enable_clocks(void)    //將所有時鐘都打開
{CCM->CCGR0 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR1 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR2 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR3 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR4 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR5 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR6 = 0xFFFFFFFF;
}void delay(unsigned int n)
{while(n--);             //進行延時}int main(void)
{enable_clocks();system_interrupt_init();init_beep();init_led();init_key();while(1){delay(0xFFFFF);}return 0;
}