大家好，我是ST。

今天主要和大家聊一聊，如何使用高端芯片的中斷系統(tǒng)的方法。

第一：中斷的基本簡(jiǎn)介

中斷系統(tǒng)是一個(gè)處理器重要的組成部分，中斷系統(tǒng)極大的提高了CPU的中斷執(zhí)行效率。芯片本身也有中斷向量表，中斷向量表也是在代碼的最前面。A7內(nèi)核有8個(gè)異常中斷，這8個(gè)異常中斷的中斷向量表如圖：

中斷向量表中都是中斷服務(wù)函數(shù)的入口地址，因此芯片有什么中斷都是可以從中斷向量表中看出來(lái)的。難道A7系列只有7個(gè)中斷嗎？顯然是不可能的。A內(nèi)核的CPU所有的外部中斷都屬于這個(gè)IRQ中斷，當(dāng)任意一個(gè)外部中斷發(fā)生的時(shí)候都觸發(fā)這個(gè)IRQ中斷。在IRQ中斷服務(wù)函數(shù)里面就可以讀取指定的寄存器來(lái)判斷發(fā)生的具體是什么中斷，進(jìn)而根據(jù)具體的中斷做出相應(yīng)的處理。

在左側(cè)都是Software0_IRQn~PMU_IRQ2_IRQ都是外設(shè)IRQ中斷，中斷任意一個(gè)發(fā)生的時(shí)候IRQ中斷都會(huì)被觸發(fā)，需要在IRQ中斷服務(wù)函數(shù)中判斷究竟是哪個(gè)中斷發(fā)生了，然后再做出具體的處理。

常用的復(fù)位中斷和IRQ中斷，需要編寫(xiě)這兩個(gè)中斷的中斷服務(wù)函數(shù)，稍后會(huì)講解如何編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)。首先要來(lái)編寫(xiě)中斷向量表：

.global _start
_start:
ldrpc,=Reset_Handler/*復(fù)位中斷
ldr pc, =Undefined_Handler /* 未定義指令中斷 */
ldrpc,=SVC_Handler/*SVC(Supervisor)中斷*/
ldrpc,=PrefAbort_Handler/*預(yù)取終止中斷*/
ldrpc,=DataAbort_Handler/*數(shù)據(jù)終止中斷*/
ldrpc,=NotUsed_Handler/*未使用中斷*/
ldrpc,=IRQ_Handler/*IRQ中斷*/
ldrpc,=FIQ_Handler/*FIQ(快速中斷)未定義中斷*/
/* 復(fù)位中斷 */ 
Reset_Handler:
/*復(fù)位中斷具體處理過(guò)程*/
/*未定義中斷*/
Undefined_Handler:
ldrr0,=Undefined_Handler
bxr0
/*SVC中斷*/
SVC_Handler:
ldrr0,=SVC_Handler
bxr0
/*預(yù)取終止中斷*/
PrefAbort_Handler:
ldrr0,=PrefAbort_Handler
bxr0
/*數(shù)據(jù)終止中斷*/
DataAbort_Handler:
ldrr0,=DataAbort_Handler
bxr0
/*未使用的中斷*/
NotUsed_Handler:


ldrr0,=NotUsed_Handler
bxr0
/* IRQ 中斷！重點(diǎn)?。。。?！*/
IRQ_Handler:
/*復(fù)位中斷具體處理過(guò)程*/

/*FIQ中斷*/
FIQ_Handler:
ldrr0,=FIQ_Handler
bxr0

中斷服務(wù)函數(shù)都是用匯編編寫(xiě)的，我們實(shí)際需要編寫(xiě)的只有復(fù)位中斷服務(wù)函數(shù) Reset_Handler 和 IRQ 中斷服務(wù)函數(shù) IRQ_Handler，其它的中斷沒(méi)有用到，所以都是死循環(huán)。

第二：GIC控制器介紹

GIC是ARM公司給Cortex-A內(nèi)核提供的一個(gè)中斷控制器，類(lèi)似Cortex-M內(nèi)核中的NVIC。目前有4個(gè)版本：V1~V4，V1是最老的版本，已經(jīng)廢棄。GIC V2 是給 ARMv7-A 架構(gòu)使用的，比如 Cortex-A7、Cortex-A9、Cortex-A15 等，V3 和 V4 是給 ARMv8-A/R 架構(gòu)使用的，也就是 64 位芯片使用的。GIC V2 最多支持 8 個(gè)核。ARM 會(huì)根據(jù) GIC 版本的不同研發(fā)出不同的 IP 核，那些半導(dǎo)體廠商直接購(gòu)買(mǎi)對(duì)應(yīng)的 IP 核即可，比如 ARM 針對(duì) GIC V2 就開(kāi)發(fā)出了 GIC400 這個(gè)中斷控制器 IP 核。當(dāng) GIC 接收到外部中斷信號(hào)以后就會(huì)報(bào)給 ARM 內(nèi)核，但是ARM 內(nèi)核只提供了四個(gè)信號(hào)給 GIC 來(lái)匯報(bào)中斷情況：VFIQ、VIRQ、FIQ和IRQ，他們之間關(guān)系如圖。

GIC接收眾多的外部中斷，然后對(duì)其處理，最終就只通過(guò)四個(gè)信號(hào)報(bào)給ARM內(nèi)核，這四個(gè)信號(hào)的含義如下：

VFIQ:虛擬快速 FIQ。VIRQ:虛擬外部 IRQ。FIQ:快速中斷 IRQ。IRQ:外部中斷 IRQ。VFIQ 和 VIRQ 是針對(duì)虛擬化的，我們不討論虛擬化，剩下的就是 FIQ 和 IRQ 了。

GIC將眾多的中斷源分為三類(lèi)：

①、SPI(Shared Peripheral Interrupt),共享中斷，顧名思義，所有 Core 共享的中斷，這個(gè)是最常見(jiàn)的，那些外部中斷都屬于 SPI 中斷(注意！不是 SPI 總線那個(gè)中斷) 。比如按鍵中斷、串口中斷等等，這些中斷所有的 Core 都可以處理，不限定特定 Core。

②、PPI(Private Peripheral Interrupt)，私有中斷，我們說(shuō)了 GIC 是支持多核的，每個(gè)核肯定有自己獨(dú)有的中斷。這些獨(dú)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。

③、SGI(Software-generated Interrupt)，軟件中斷，由軟件觸發(fā)引起的中斷，通過(guò)向寄存器GICD_SGIR 寫(xiě)入數(shù)據(jù)來(lái)觸發(fā)，系統(tǒng)會(huì)使用 SGI 中斷來(lái)完成多核之間的通信。

總結(jié)：高端芯片中斷系統(tǒng)非常復(fù)雜，分析到這里還有很多細(xì)節(jié)沒(méi)有分析，等到下回分解，感興趣的可以研究一下。中斷系統(tǒng)對(duì)后面靈活使用功能非常有用。

審核編輯：湯梓紅