硬件驱动——I.MX6ULL裸机启动（3）（按键设置及中断设置

重点：

1.GIC：（Generic  Interrupt  Controller）通用中断控制器，是ARM架构中用于管理中断的核心模块，主要用于现代多核处理器系统。它负责接收，分发并分发中断请求，减轻CPU负担，使其专注于计算任务。目前GIC有四个版本，V1~V4，现在只有V2~V4正在大量使用，IMX6ULL搭载的是V2的GIC控制器。

2.协处理器是一种专门用于辅助CPU执行特定任务的硬件模块，通过分担CPU的运算负荷来提升系统整体效率

AMR Cortex  A7内核配备了16个协处理器

3.将异常向量表重映射的原因：默认情况下，异常向量表在低地址（0x00000000），但系统运行时，可能需要把异常向量表放到其他的地址（比如更高的内存地址，放在操作系统或应用程序灵活管理内存空间），这样能更合理的利用内存，也便于对异常处理程序进行组织和管理。

重映射异常向量表的方法：通过协处理器（CP15）中的相关寄存器（比如向量基地址寄存器），将异常向量表的基地址修改为目标地址，是的处理器在处理异常时，能到新的地址去获得异常处理程序的入口

一.实现按键功能

相关代码：

#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);   //设置IO复用功能IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0xF0B0);   //配置该引脚的电气属性struct GPIO_Type_t t ={.direction = gpio_input     };init_gpio(GPIO1,18,&t);        //按键为输出方式
}
int key_pressed(void)
{if(read_gpio(GPIO1,18) == 0)    //判断该引脚是高电平还是低电平，低电平为按下按键返回0，高电平为没按按键返回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;
}

汇编代码与上一节一样

二.中断

1.中断步骤：

        1）中断源发出中断请求；

        2）内核检查是否响应相应中断以及判断该中断是否屏蔽；

        3）内核检查中断的优先级；

        4）保护现场

        5）执行中断服务函数；

        6）恢复现场

2.GIC中断控制器

GIC：（Generic  Interrupt  Controller）通用中断控制器，是ARM架构中用于管理中断的核心模块，主要用于现代多核处理器系统。它负责接收，分发并分发中断请求，减轻CPU负担，使其专注于计算任务。目前GIC有四个版本，V1~V4，现在只有V2~V4正在大量使用，IMX6ULL搭载的是V2的GIC控制器。

GIC能处理1200个中断，分为三大类：

1.SPI：共享外设中断        32~1019

2.PPI：私有外设中断，内核与内核之间的通信中断        16~31号

3.SGI：软件产生中断        0~15号

IMX6ULL中有160个中断

IAR：中断通知寄存器        将中断编号传给内核

EOIR：中断结束寄存器        清除中断

3.协处理器（Techinal手册）

ARM内核支持16个协处理器，CP0~CP15，

SCTLR：映射异常向量表

VBVR：异常向量的基地址

mrc：用来读的目标寄存器（CP15）的值放到通用寄存器当中去

mcr：用来将通用寄存器里的值写到（CP15）目标寄存器当中去

MRC{cond} p15, <opc1>, <Rt>, <CRn>, <CRm>, <opc2>
cond：指令执行的条件码，就是之前我们使用过的指令条件，eq,lt什么的。如果忽略的话就表
示无条件执行；

p15：表示要读取的是CP15当中的某个寄存器；

opc1：协处理器要执行的操作码1，其实就是一个数，要做什么将来查表；

Rt：ARM 目标寄存器，读出来的数据放到哪个ARM寄存器里。CP15

CRn：CP15 协处理器的目标寄存器，就是你要读取CP15的哪个寄存器(C0~C15)；

CRm：协处理器中附加的目标寄存器或者源操作数寄存器，如果不需要附加信息就将CRm 设置
为 C0，否则结果不可预测。 

opc2：可选的协处理器特定操作码2，使用时查表。

4.实现的代码

#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);   //设置IO复用功能IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0xF0B0);   //配置该引脚的电气属性struct GPIO_Type_t t ={.direction = gpio_input     };init_gpio(GPIO1,18,&t);        //按键为输出方式GPIO1->ICR2 |= (3 << 4);       //将GPIO1当中的18号引脚设置为下降沿触发方式  ICR为中断方式的寄存器GPIO1->IMR |= (1 << 18);       //将GPIO1当中的18号引脚置1，打开18号引脚的中断屏蔽寄存器     IMR为中断屏蔽寄存器system_interrupt_register(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,key_interrupt_handler);GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);       //打开指定的中断，该位置打开编号为99的中断GIC_SetPriority(GPIO1_Combined_16_31_IRQn,0);   //设置中断优先级为0，即优先级最高
}void key_interrupt_handler(void)
{if((GPIO1->ISR &(1 << 18)) != 0)    //判断中断标记寄存器中产生中断是由GPIO1的18号引脚造成的{led_nor();GPIO1->ISR |= (1 << 18);        //清除中断标记寄存器}
}
int key_pressed(void)
{if(read_gpio(GPIO1,18) == 0)    //判断该引脚是高电平还是低电平，低电平为按下按键返回0，高电平为没按按键返回1{return 1;}else{return 0;}}

#include "interrupt.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "core_ca7.h"static irq_handler_t interrupt_vector_table[160];  //定义一个函数的指针的数组，用来存放中断void system_interrupt_init(void)
{GIC_Init();     //对GIC控制器进行初始化操作
}void system_interrupt_register(int num, irq_handler_t handler)  //注册中断服务函数
{interrupt_vector_table[num] = handler;      
}void system_interrupt_handler(int num)      //中断服务函数，num为哪一个中断发出的中断请求，传递其中断号
{if(interrupt_vector_table[num] != NULL)    //什么原因造成的中断，该处为中断编号为99的中断{interrupt_vector_table[num]();      //调用这个函数的指针数组}}
.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函数当中初始化irq中断函数
_irq_handler:subs lr, lr, #4         //通过查表，将链接寄存器的值减4（异常状态返回地址）mrc p15, 4, r1, c15, c0, 0      //将GIC的基地址放到r1当中去add r1, r1, #0x2000         //得到的是C_CTLR的基地址ldr r0, [r1, #0x0C]         //将r1当中的基地址偏移0x0C的地址(C-IAR（发出中断请求的寄存器）)存(读)到r0寄存器当中stmfd sp!, {r0-r12, lr}     //保护现场stmfd sp!, {r0, r1}         //将r0和r1入栈cps #0x1F                   //切换为system模式stmfd sp!, {lr}             //保护system模式下的lrbl system_interrupt_handler //调用C语言函数ldmfd sp!, {lr}             //恢复system模式下的lrcps #0x12                   //切换为irq模式ldmfd sp!, {r0, r1}         //将第38行的r0和r1出栈str r0, [r1, #0x10]         //将r0当中的值写到r1偏移0x10的地址上去（C_EOIR（清除中断标志的寄存器））ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^    //恢复现场并且改变模式
_fiq_handler:ldr pc, =_fiq_handler_reset_handler:
/*     mrs r0,cpsrbic r0, r0, #0x1Forr r0, r0, #0x12   //irp(10010)bic r0, r0, #(1 << 7)       //打开irq中断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//先通过CP15写处理器打开设置基地址的选项，再通过映射异常向量表bl _enable_icahce       bl _set_vbar bl _bss_clear b main  //跳转至main函数当中//处理CP15协处理器（SCTLR)
_enable_icahce:         mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0       //读目标寄存器的值放到通用寄存器r0上bic r0, r0, #(1 << 13)          //根据查表，将SCTLR的第13位清0，此位用来选择异常向量的基地址，目的是软件可以通过VBAR来重新设置这个基地址orr r0, r0, #(1 << 12)          //根据查表，将SCTLR的第12位置1，此位用来将指令cache进来打开，默认是关闭状态mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0       //将修改后的目标寄存器的值重新写入目标寄存器bx lr
//设置异常向量表基地址(VBAR)
_set_vbar:ldr r0, =0x87800000              //将异常向量表的基地址存入到r0当中mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0       //根据查表，将r0当中的基地址通过cp15协处理器写入CBAR当中，当作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)    //将所有时钟都打开
{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--);             //进行延时}int main(void)
{enable_clocks();system_interrupt_init();init_beep();init_led();init_key();while(1){delay(0xFFFFF);}return 0;
}

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