linux arm32中断子系统学习总结（二）— 硬件原理

 

二、arm32中断子系统的硬件原理

 

 

　　如上图所示，arm32中断子系统的硬件主要由3个部分构成：外设、中断控制器GIC以及cpu；外设产生中断后，通过中断线汇聚到GIC，GIC处理后，统一分发给各个cpu。除了外设能产生中断，cpu产生的核间中断，以及cpu自己的私有中断都是先汇聚到GIC，由GIC统一处理。

2.1 中断控制器

　　从总体功能上看，中断控制器可以实现中断的使能和关闭、中断的优先级设置、指定中断分发到哪个cpu以及指定各cpu可以处理的中断优先级等功能。

       按照功能，可以将GIC分成2个模块：Distributor和CPU Interface；其中，Distributor的主要功能有：

       1、Distributor使能，也就是使能Distributor的功能；

       2、使能各个中断到分配器，也就是打开或关闭每个中断；

       3、选择cpu接口，设置中断由哪个cpu处理；

       4、每个中断的状态可见，提供寄存器来设置和清除中断的pending状态；

       5、设置每个中断的Group：Group0或Group1，其中Group0用于安全中断，支持FIQ和IRQ，Group1用于非安全中断，只支持IRQ；

       CPU Interface的主要功能有：

       1、每个cpu对应一个cpu interface；

       2、使能到该cpu的中断；

       3、中断优先级阈值，设置cpu能处理哪些优先级的中断，中断的优先级只有高于该阈值才能被分发到该cpu；

       4、中断确认，也就是清除cpu中断标志位；

       5、（待确认）标识中断处理的完成、设置处理器的中断抢占策略；

2.2 itop4412处理按键中断的例子

　　

　　如上图所示，是itop4412中断控制器处理按键中断的硬件原理简图。按键接在GPIO控制器的GPX1_1引脚上，GPIO上与GPX1_1对应的中断线接到中断控制器的INT[9]引脚上（通过数据手册可以查到INT[9]对应的硬件中断号）。需要做的配置如下：

GPIO控制器部分需要对GPX1_1配置为中断模式，具体配置如下：

              配置引脚功能为外部中断

                     GPX1CON = GPX1CON & (~(0xf << 4)) |(0xf << 4);

              关闭上下拉电阻

                     GPX1PUD = GPX1PUD & (~(0x3 << 2));

              配置GPIO中断的触发方式

                     EXT_INT41CON = (EXT_INT41CON & (~(0xf << 4))) | (0x2 << 4);

              使能GPIO控制器对应GPIO的中断

                     EXT_INT41_MASK = EXT_INT41_MASK & (~(0x1 << 1));

GIC的初始化可以分为Distributor和Cpu Interface两个部分，具体配置如下：

Distributor初始化：

              使能分配器

                     ICDDCR = 1;

              使能相应中断到分配器（ID[57]）

                     ICDISER1_CPU0 = ICDISER1_CPU0 | (0x1 << 25);

              选择CPU接口，设置SPI[25]/ID[57]由哪个cpu处理，当前设置为cpu0的irq中断

                     ICDIPTR14_CPU0 = ICDIPTR14_CPU0 & (~(0xff << 8))|(0x1 << 8);

Cpu Interface初始化：

              使能到CPU0的中断

                     ICCICR_CPU0 = 1;

              设置CPU0的中断优先级屏蔽寄存器，设置CPU0能处理所有优先级的中断

                     ICCPMR_CPU0 = 255;

       按照上述配置完后，当按键中断产生后，中断控制器就会将中断传递到cpu0，cpu0执行完当前指令，检测到IRQ中断产生，于是自动将运行模式切换到IRQ中断模式（将CPSR拷贝到SPSR_IRQ，再修改CPSR进入IRQ中断模式），然后，将PC指针指向IRQ中断向量表，开始由软件对中断进行处理；软件通过读中断控制器的寄存器，就可以知道该中断的硬件中断号，从而知道是按键中断产生。

 

本文大部分内容是对如下两个博客的分析总结，以便自己更好地理解，如有侵权，请联系删除

参考博客：

　　https://blog.csdn.net/zqixiao_09/article/details/50739121

　　https://www.cnblogs.com/LoyenWang/p/12996812.html