mini6410中断控制器-VIC中断控制器.doc

mini6410中断控制器-VIC中断控制器
提示：如果读者对ARM中断机制不是很理解，建议先阅读本人其它三篇文章：
S3C2440系统中断
ARM处理器异常处理
ARM系统中断产生流程

一、概述
S3C6410中断控制器由两个VIC（Vectored Interrupt Controller， ARM PrimeCell）组成和两个TZIC’s（TrustZone Interrupt Controller SP890）。
两个TZIC’s和VIC’s很好的接合起来支持64个中断源。但是单从三星提供的硬件手册上，很彻底了解VIC中断的工作方式，还需要从ARM公司下载VIC控制器说明手册，ARM PrimeCell Vectored Interrupt Controller (PL192)，通读该手册才能帮助我们很好理解VIC中断控制原理。
二、特点
S3C6410的向量中断控制器的特性如下：
l 每个VIC控制器包含32向量中断
l 固定的硬件中断优先级别
l 可编程的中断优先级
l 支持硬件的中断优先级屏蔽
l 可编程的硬件的中断优先级屏蔽
l 可产生一般中断和快速中断
l 可产生软件中断
l 原生的中断状态
l 中断请求状态
l 支持特权模式来限制访问
如图1-1所示。

图1-1 S3C6410的中断控制器

三、中断源
S3C6410中断源如下表所示：
表1-1 中断源

四、VIC寄存器
VIC0的基址是0x71200000，VIC1的基址是0x71300000
控制寄存器地址 = 偏移地址 + VICn基址

1. 中断状态寄存器
当使能对应中断及选择了其中断类型为一般中断，该寄存器表示对应中断状态，表示有无中断产生。

2. 快速中断状态寄存器
当使能对应中断及选择了其快速中断类型，该寄存器表示对应中断状态，表示有无快中断产生。

3. 中断前状态寄存器

4. 中断选择寄存器
选择对应的中断信号类型为一般中断还是快速中断。

5. 中断使能寄存器
使能对应的中断信号，使能中断信号只能通过该寄存器，如果禁用中断使用VICxINTENCLEAR寄存器，在系统重置后，所有中断都默认被禁用。

6. 中断源禁用寄存器
该寄存器用来清除VICxINTENABLE寄存器启用的中断信号。

7. 软件中断寄存器

8. 软件中断源清除寄存器

9. 保护模式使能寄存器
默认禁用保护模式，通过写入1开启了保护模式，只有特权模式下才可以访问所有的中断寄存器。

10. 软件优先级屏蔽寄存器
是否开启软件中断优先级。

11. 链式向量优先级寄存器

12. 向量中断处理程序地址寄存器
每个寄存器对应一个中断源的ISR处理程序地址。

13. 向量中断优先级寄存器

14. 向量地址寄存器
该寄存器里存放的是当前正在处理的ISR中断服务例程的地址。当前正在处理中断时，只能从该寄存器里读取其值，在处理完中断时向该寄存器里写入任何值都可以清除其值。

二、外部中断
1. GPIO
S3C6410包含有187个多功能输入/输出引脚。按组分类为17个端口。如下表所示。
特性
l 支持127个外部中断
l 187个多功能引脚
l 在睡眠模式控制引脚的状态（除了引脚GPK, GPL, GPM和GPN）

由于127个引脚都可以用来产生外部中断，因此S3C6410为了方便管理不同的外部引脚作为中断源，将其分为10组。

外部中断由0~9共10组中断信号组成。只有外部中断组0可在系统停止或睡眠模式时进行唤醒。在空闲模式时，任何中断信号都可以唤醒系统。
表1-2列出了外部中断控制寄存器。外部中断组0中的中断信号拥有专用的引脚，相对于其它中断组来说，该组中的每一个中断信号可以进行详细设置。如表1-2所示。
表1-2 外部中断源分组

2. 外部中断号
设置对应GPIO为外部中断引脚功能，并设置了外部中断的触发方式后，当外部中断产生时，中断信号如果没有被对应屏蔽寄存器屏蔽掉（外部中断组0为EINT0MASK，其它中断组为EINTxxMASK），会进入到外部中断源挂起寄存器（外部中断组0为EINT0PEND，其它中断组为EINTxxPEND），如果这时有多个外部中断信号产生，要进行中断优先级的仲裁。
通过设置PRIORITY寄存器来设置10个中断组是否进行优先级的轮转，通常我们采用默认值即可。

图xxx优先级仲裁图
经过优先级仲裁出的最高优先级中断信号进入到VIC控制器中。由表xxx 中断源可知， 127个外部中断信号在VIC控制器中只有5个共享复用信号INT_EINT0~INT_EINT4与之对应。其中对应关系如下表所示。

因此，如果CPU被外部中断信号打断后对应INT_EINT0~INT_EINT4中一位产生中断信号，通过该信息还不足以确认中断信号源来自哪里，还要去判断外部中断源挂起寄存器。

Start.S
[cpp] view plaincopy

1 ;led_on Michaeltang 2011-05-11
2
3
4 EXPORT INIT
5 AREA INIT,CODE,READONLY ;该伪指令定义了一个代码段，段名为INIT2440，属性只读
6 ENTRY
7
8
9
10 Reset ; 复位异常处理入口
11
12 ; #################################
13 ; set ROM size
14 ;
15 ldr r0, =0x70000000
16 orr r0, r0, #0x13
17 mcr p15,0,r0,c15,c2,4
18
19 ;关闭看门狗
20
21 IMPORT disable_watchdog
22 bl disable_watchdog
23
24 IMPORT disable_interrupt
25 bl disable_interrupt
26
27 IMPORT system_clock_init
28 bl system_clock_init
29
30 IMPORT mem_init
31 bl mem_init
32
33 ldr sp, =0x52000000
34
35 msr cpsr_cxsf, #0xd2 ; 切换到中断模式下
36 ldr sp, =0x51000000 ; 设置中断模式栈指针
37 msr cpsr_cxsf, #0x13 ; 返回管理模式
38
39
40 IMPORT xmain
41 bl xmain
42
43 loop
44 b loop
45
46 ;***********************************************************************
47 ; 中断处理
48 ;***********************************************************************
49
50 ; K1 press irq
51 EXPORT asm_handle_k1_irq
52 asm_handle_k1_irq
53 sub lr,lr,#4 ; 修正返回地址
54 stmdb sp!,{r0-r12,lr} ; 保存程序执行现场
55 ldr lr,=isr_return ; 设置中断处理程序返回地址
56 IMPORT __do_k1_irq
57 ldr pc,=__do_k1_irq ; 跳入中断处理程序
58
59
60 ; timer0 press irq
61 EXPORT asm_handle_tmr0_irq
62 asm_handle_tmr0_irq
63 sub lr,lr,#4 ; 修正返回地址
64 stmdb sp!,{r0-r12,lr} ; 保存程序执行现场
65 ldr lr,=isr_return ; 设置中断处理程序返回地址
66 IMPORT __do_tmr0_irq
67 ldr pc,=__do_tmr0_irq ; 跳入中断处理程序
68
69 isr_return ; 中断处理返回标签
70 ldmia sp!,{r0-r12,pc}^ ; 恢复程序执行现场，返回继续执行
71 END ;程序结束符
72
73

init.c
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

[cpp] view plaincopy

74 #define GPNCON (*(volatile unsigned long *)0x7F008830)
75 #define GPNPUD (*(volatile unsigned long *)0x7F008838)
76
77 #define EINT0CON0 (*(volatile unsigned long *)0x7F008900)
78 #define EINT0MASK (*(volatile unsigned long *)0x7F008920)
79
80 #define VIC0IRQSTATUS (*(volatile unsigned long *)0x71200004 )
81 #define VIC0INTSELECT (*(volatile unsigned long *)0x7120000C)
82 #define VIC1INTSELECT (*(volatile unsigned long *)0x7130000C)
83
84 #define VIC0INTENABLE (*(volatile unsigned long *)0x71200010)
85 #define VIC1INTENABLE (*(volatile unsigned long *)0x71300010)
86
87 #define VIC0INTENCLEAR (*(volatile unsigned long *)0x71200014)
88 #define VIC1INTENCLEAR (*(volatile unsigned long *)0x71300014)
89 #define VIC0VECTADDR (*(volatile unsigned long *)0x71200100)
90
91
92 #define INT_EINT0_BIT 0
93
94 #define INT_TIMER0_BIT 23
95
96 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
97 extern void asm_handle_k1_irq(void);
98 extern void asm_handle_tmr0_irq(void);
99
100 typedef void (fnc_t) (void);
101 fnc_t ** isr_array = (fnc_t**)0x71200100;
102
103 void irq_init()
104 {
105
106 __asm{
107 mrc p15,0,r0,c1,c0,0;
108 orr r0,r0,#(0x1000000);
109 mcr p15,0,r0,c1,c0,0;
110 }
111
112 // configure GPN0 as EINT0
113 GPNCON &= (~0x2);
114 GPNCON |= 0x2;
115 GPNPUD &= ~(0x3);
116
117 // K1, K2 falling edge trigged
118 EINT0CON0 &= (~0x3);
119 EINT0CON0 |= 0x3;
120
121 // Enable EINT0 irq
122 EINT0MASK &= (~0x1);
123
124 // Select INT_EINT0 mode as irq
125 VIC0INTSELECT &= (~(1<<INT_EINT0_BIT | 1<<INT_TIMER0_BIT));
126
127 // init the isr addr
128 isr_array[INT_EINT0_BIT] = (fnc_t*)asm_handle_k1_irq;
129 isr_array[INT_TIMER0_BIT] = (fnc_t*)asm_handle_tmr0_irq;
130
131 // enable INT_EINT0
132 VIC0INTENABLE |= (1<<INT_EINT0_BIT | 0x1<<INT_TIMER0_BIT);
133
134 printk("irq init OK\r\n");
135
136 }

handle_irq.c
[cpp] view plaincopy

137 //====================================================
138
139 #define VIC0ADDRESS (*(volatile unsigned long *)0x71200F00)
140 #define VIC1ADDRESS (*(volatile unsigned long *)0x71300F00)
141 #define EINT0PEND (*(volatile unsigned long *)0x7F008924)
142 #define TINT_CSTAT (*(volatile unsigned long *)0x7F006044)
143
144
145 extern int printk(char*);
146
147 /* 系统中断处理函数 */
148 #define clear_irq() \
149 do{ \
150 VIC0ADDRESS = 0; \
151 VIC1ADDRESS = 0; \
152 }while(0)
153
154 void __do_k1_irq(void)
155 {
156 printk("do_irq\r\n");
157
158 // clear K1 irq
159 EINT0PEND = 1;
160 // clear VICADDRESS
161 clear_irq();
162 }
163
164 void __do_tmr0_irq(void)
165 {
166 printk("Timer0 irq occur\r\n");
167 // clear timer0 irq
168 TINT_CSTAT |= 1<<5;
169 // clear VICADDRESS
170 clear_irq();
171 return ;
172 }

main.c

[cpp] view plaincopy

173 //===================================================
174
175 #define GPKCON (*(volatile unsigned long *)0x7F008800)
176 #define GPKDAT (*(volatile unsigned long *)0x7F008808)
177 #define LED_BIT (1<<5 | 1<<6 | 1<<7 | 1<<8)
178
179 extern void uart_init(void);
180 extern void irq_init(void);
181 extern void timer0_init(void);
182 extern int printk(const char* str);
183 extern void led_run(void);
184
185 int led_on()
186 {
187 GPKCON &= 0xFFFF0000; //设置GPB5~8为输出口
188 GPKCON |= 0x11110000;
189 GPKDAT = 0; //令LED亮灯
190 printk("led_on\n\r");
191 return 0;
192 }
193
194 int xmain(){
195 uart_init();
196 printk("uart_init OK\n\r");
197 led_on();
198 irq_init();
199 timer0_init();
200 led_run();
201 return 0;
202 }
203
204
205