一、GIC通用中斷控制器

1.GIC通用中斷控制器

? ? ? ? GIC 是 ARM 公司給 Cortex-A/R 內核提供的一個中斷控制器，GIC接收眾多外部中斷，然后對其進行處理，最終通過VFIQ、VIRQ、FIQ 和 IRQ給內核；這四個 信號的含義如下： VFIQ:虛擬快速 FIQ。 VIRQ:虛擬 IRQ。 FIQ:快速中斷 IRQ。 IRQ:中斷 IRQ。

2.GIC中斷分類

SPI(Shared Peripheral Interrupt),共享中斷， (注意！不是 SPI 總線那個中斷)，這類中斷泛指所有的 外設中斷；
PPI(Private Peripheral Interrupt)，私有中斷，我們說了 GIC 是支持多核的，每個核肯定有自己獨有 的中斷。這些獨有的中斷肯定是要指定的核心處理，因此這些中斷就叫做私有中斷；
SGI(Software-generated Interrupt)，軟件中斷，由軟件觸發引起的中斷，通過向寄存器GICD_SGIR 寫入數據來觸發，系統會使用 SGI 中斷來完成多核之間的通信。

?從圖中可以明顯看出，Distributor(分發器)可以分發所有共享中斷給8個內核，但是私有中斷和 軟件中斷只出現自己獨自的內核中。

中斷ID：中斷源有很多，為了區分這些不同的中斷源肯定要給他們分配一個唯一 ID，這些 ID 就 是中斷 ID。每一個 CPU 最多支持 1020 個中斷 ID，中斷 ID 號為 ID0~ID1019。

ID0~ID15：這 16 個 ID 分配給 SGI； ID16~ID31：這 16 個 ID 分配給 PPI；ID32~ID1019：

這 988 個 ID 分配給 SPI。

3.GIC的組成

? ?由分發器 （1個）、CPU接口（幾核就幾個）

（1）分發器

功能：

• 全局中斷使能控制；
• 控制每一個中斷的使能或者關閉；
• 設置每個中斷的優先級；
• 設置每個中斷的目標處理器列表；
• 設置每個外部中斷的觸發模式：電平觸發或邊沿觸發；
• 設置每個中 斷屬于組 0 還是組 1；

（2）CPU接口

功能：

• 使能或者關閉發送到 CPU Core 的中斷請求信號；
• 應答中斷；
• 通知中斷處理完成；
• 設置優先級掩碼，通過掩碼來設 置哪些中斷不需要上報給 CPU Core；
• 定義搶占策略；
• 當多個中斷到來的時候，選擇優先級最高的 中斷通知給 CPU Core；

4.協處理器

總共由16個，cp0~cp15；其中最常使用的cp15

（1）作用

• 獲取GIC的基地址（CBAR）
• MMU的配置（使能/禁用；SCTLR）
• cache的配置
• 監控系統性能
• 配置中斷控制器（優先級、分組、使能/禁用，VBAR：設置中斷向量表基地址）
• 訪問寄存器（mrc讀、mcr寫）
• 獲取或結束中斷（IAR、EOIR）

（2）讀寫訪問指令

以MRC指令

為例，從CP15的某個寄存器讀取數據到ARM寄存器的指令格式為：

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。

MCR與MRC類似的，只是Rt的作用變成了要寫入CP15某個寄存器的值。

?mrc p15 0, r0, c0, c0, 0

?????????簡單總結一下，通過 MIDR 寄存器可以獲取到處理器內核信息；通過 SCTLR 寄存器可以使能或禁止 MMU、I/D Cache 等；通過 VBAR 寄存器可以設置中斷向量偏移；通過CBAR 寄存器可以獲取 GIC 基地址。

二、外部中斷

1.設置GIC

（1）讀取SCTLR，將V位置0（軟件可以通過 VBAR來重新映射這個基地址）I位置1（I cache使能）

（2）通過GIC查詢當前中斷ID；先獲取GIC基地址（CBAR）；對其進行偏移（IAR），獲得中斷ID，然后進入中斷處理函數

2.中斷服務函數 ? ? ??

（1）中斷初始化；重新定位異常向量表的位置到0x87800000；并且調用GIC_Init函數

（2）對于GPIO1->ICR2(觸發方式)、GPIO1->IMR（該中斷使能）在中斷源初始化進行配置

（3）中斷服務函數
??
注意：先要在相對應的中斷源的初始化函數里面注冊在中斷向量數組中；

例子：注冊完中斷之后，中斷發生就會調用中斷服務函數

內斂函數：INLINE，定義被放在頭文件中

三、OCP原則（開閉原則）??

對代碼擴展是開放的，對代碼的修改是關閉的。

四、啟動代碼

.global _start
//異常向量表
//位于內存起始位置，當特定異常發生時，處理器會自動跳轉到對應的地址上
_start:ldr pc, = _reset_handlerldr pc, = _undefined_handlerldr pc, = _svc_handlerldr pc, = _prefetch_handlerldr pc, = _data_abort_handlerldr pc, = _not_user_handlerldr pc, = _irq_handlerldr pc, = _fiq_handler
//異常處理程序 大多是簡單的無限循環
_undefined_handler:ldr pc, = _undefined_handler
_svc_handler:ldr pc, = _svc_handler
_prefetch_handler:ldr pc, = _prefetch_handler
_data_abort_handler:ldr pc, = _data_abort_handler
_not_user_handler:ldr pc, = _not_user_handler
_fiq_handler:ldr pc, = _fiq_handler//IRQ中斷處理程序_irq_handler:subs lr,lr,#4           //調整返回地址stmfd sp!,{r0-r12,lr}   //保存寄存器//讀取中斷控制器狀態mrc p15,4,r1,c15,c0,0   //獲取外設基地址add r1,r1,#0x2000       //偏移到中斷控制器ldr r0,[r1,#0x0C]       //讀取中斷狀態stmfd sp!,{r0,r1}       //保存臨時寄存器//切換到系統模式處理中斷cps #0x1F               //切換到系統模式stmfd sp!,{lr}          //保存系統模式LRbl system_interrupt_handler //調用C中斷處理函數ldmfd sp!,{lr}          //恢復LR模式cps #0x12               //切換回IRQ模式//清除中斷ldmfd sp!,{r0,r1}       //恢復臨時寄存器str r0,[r1,#0x10]       //寫EQIR寄存器ldmfd sp!,{r0-r12,pc}^  //恢復寄存器并返回//啟動代碼執行程序
_reset_handler:cpsid i                 //禁用中斷//配置CP15系統控制寄存器mrc p15,0,r0,c1,c0,0    //讀取控制寄存器bic r0,r0,#(1<<13)      //清除V位(異常向量表位置)orr r0,r0,#(1<<12)      //設置I位(啟用指令緩存)mcr p15,0,r0,c1,c0,0    //寫回控制寄存器// 設置IRQ模式棧指針cps #0x12               // 切換到IRQ模式ldr sp, =0x82000000     // 設置IRQ棧cps #0x1F               // 切換到系統模式ldr sp, =0x84000000     // 設置系統棧cpsie i                 // 啟用中斷bl _init_bss            // 初始化BSS段b main                  // 跳轉到主程序b finished              // 永遠不會執行(冗余)
//初始化BSS段（清零）
_init_bss:ldr r0,= __bss_start    // BSS段起始地址ldr r1,= __bss_end      // BSS段結束地址
loop:mov r2,#0               // 清零值str r2,[r0]             // 存儲0到當前地址add r0,r0,#4            // 移動到下一個字cmp r0,r1               // 比較是否到達結束blt  loop               // 如果未結束則循環bx lrfinished:b finished