裸机开发(2)-裸机实战

LED灯

linux_bsp/board_driver/1.ledc

GPIO中断

中断相关概念

IRQ中断简介

Cortex-A内核CPU的所有外部中断都属于IRQ中断，任意外部中断发生都会出发IRQ中断，在中断服务函数中需要判断到底是哪个中断发生。

一共有七种中断：
①、复位中断(Rest)，CPU 复位以后就会进入复位中断，我们可以在复位中断服务函数里面
做一些初始化工作，比如初始化 SP 指针、DDR 等等。
②、未定义指令中断(Undefined Instruction)，如果指令不能识别的话就会产生此中断。
③、软中断(Software Interrupt,SWI)，由 SWI 指令引起的中断，Linux 的系统调用会用 SWI
指令来引起软中断，通过软中断来陷入到内核空间。
④、指令预取中止中断(Prefetch Abort)，预取指令的出错的时候会产生此中断。
⑤、数据访问中止中断(Data Abort)，访问数据出错的时候会产生此中断。
⑥、IRQ 中断(IRQ Interrupt)，外部中断，芯片内部的外设中断都会引起此中断的发生。
⑦、FIQ 中断(FIQ Interrupt)，快速中断，如果需要快速处理中断的话就可以使用此中断。

GIC中断控制器

简介

ARMV7-A使用的中断控制器是GIC V2

GIC控制器接收众多外部中断，再通过四个信号报给ARM内核。

上报给ARM内核的四个信息分别为：
VFIQ：虚拟快速FIQ
VIRQ：虚拟外部IRQ
FIQ：快速中断IRQ
IRQ：外部中断IRQ

总体框架图

GIC 将众多的中断源分为三类：
①、SPI(Shared Peripheral Interrupt),共享中断，所有 Core 共享的中断，这个是最常见的，那些外部中断都属于 SPI 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。 中断ID32~ID1019。
②、PPI(Private Peripheral Interrupt)，私有中断， GIC 是支持多核的，每个核有自己独有的中断。这些独有的中断要指定的核心处理，因此这些中断就叫做私有中断。 中断ID16~ID31。
③、SGI(Software-generated Interrupt)，软件中断，由软件触发引起的中断，通过向寄存器GICD_SGIR 写入数据来触发，系统会使用 SGI 中断来完成多核之间的通信。中断ID0~ID15。

IMX6ULL 中断源ID对照

GIC逻辑分块

GIC架构分为两个逻辑块，Distributor 和 CPU Interface，分发器端和接口端。

Distributor(分发器端)：负责处理中断事件的分发问题，即中断时间发送到哪个interface上，并控制将优先级最高的中断，发送到CPU接口端。
①、全局中断使能控制。
②、控制每一个中断的使能或者关闭。
③、设置每个中断的优先级。
④、设置每个中断的目标处理器列表。
⑤、设置每个外部中断的触发模式：电平触发或边沿触发。
⑥、设置每个中断属于组 0 还是组 1。

CPU Interface(CPU 接口端)：CPU 接口端 就是分发器和 CPU Core 之间的桥梁，每个 CPU Core 都可以在 GIC 中找到一个与之对应的 CPU Interface。
①、每个 CPU Core 都可以在 GIC 中找到一个与之对应的 CPU Interface。
②、应答中断。
③、通知中断处理完成。
④、设置优先级掩码，通过掩码来设置哪些中断不需要上报给 CPU Core。
⑤、定义抢占策略。
⑥、当多个中断到来的时候，选择优先级最高的中断通知给 CPU Core。

CP15协处理器

中断使能及优先级设置

总中断使能

程序状态寄存器CPSR的I = 0时，使能IRQ，I=1时禁止IRQ
F=0时使能FIQ，F=1禁止FIQ。
也可以使用指令完成使能与禁止

具体中断ID使能

GIC 寄存器 GICD_ISENABLERn 和 GICD_ ICENABLERn 用来完成外部中断的使能和禁止，共有16组，完成对512个中断ID的控制。
其中 GICD_ISENABLER0 的 bit[15:0]对应 ID15~0 的 SGI 中断，GICD_ISENABLER0 的 bit[31:16]对应 ID31~16 的 PPI 中断。剩下的GICD_ISENABLER1~GICD_ISENABLER15 就是控制 SPI 中断的。

中断优先级设置

中断优先级分为抢占优先级和子优先级，GIC控制器的这些寄存器决定中断优先级相关设置。

GICC_PMR寄存器：决定使用几级优先级

** GICC_BPR 寄存器 ：决定抢占优先级和子优先级占用位数**

** D_IPRIORITYR 寄存器：决定优先级**
32位优先级是，则使用7:3区间代表优先级，设置时需要左移三位。
GICD_IPRIORITYR[40] = 5 << 3; ///中断ID40，优先级设置为5

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