OK6410開發板學習之外部中斷（按鍵點亮led和蜂鳴器）
中斷在嵌入式裡面是很常見的一個功能了。通過這個功能，可以讓CPU減輕很多負擔，不用不斷的查詢裝置的狀態。提高了CPU的效率。
中斷的大體過程如下：
中斷源檢測中斷訊號產生，然後將中斷訊號傳送給中斷控制器，中斷控制器判斷該中斷是否被遮蔽，從而決定該中斷訊號是否要傳送給CPU。中斷訊號傳送給CPU後，CPU對中斷進行處理，也就是呼叫中斷函式。上述過程，基本上是嵌入式的通過中斷處理過程，只是不同的嵌入式在這三部分配置有區別而已。
S3C6410共有64箇中斷源。
上圖是S3C6410的中斷控制器，這裡就關心紅色框部分。這兩個是中斷控制器，分別管理各自的32箇中斷。 如下圖：
上圖紅框中的就是今天我們需要關心的中斷部分（外部中斷）。
S3C6410共有127個外部中斷，被分成10組，分組及引腳對應情況如下：
分組對應中斷號如下：
從上圖我們知道，並不是每一個外部中斷引腳都分配了中斷號，因此，在中斷服務程式中，為了知道具體是哪一個中斷，還需要去查詢暫存器以知道是哪一個中斷產生。
學習過2440的朋友可能知道，2440的中斷的處理採用的是非向量方式，就是當中斷產生時，都跳轉到中斷異常去，然後這個中斷異常中，編寫程式，判斷是哪一個中斷產生，然後去執行對應的中斷處理程式。如下圖：
為了向下相容，S3C6410中斷處理有向量模式和非向量方式。在向量模式中，提前設定每個中斷對應的入口地址，這樣當中斷產生的時候，就不用跳轉到中斷異常去了，直接跳轉到對應的中斷程式去了。這樣中斷處理的效率就提高了。向量中斷模式如下圖：
明顯看出，中斷向量方式的效率要高。因此，在學習ok6410開發板的中斷時，我職無旁貸的選擇了向量中斷模式。
綜上，可以總結出S3C6410的外部中斷程式設計基本步驟如下：
1、 設定外部管腳為中斷；
2、 設定中斷觸發方式；
3、 取消中斷遮蔽，使外部中斷不遮蔽；
4、 設定中斷濾波（可不設定，這裡忽略）；
5、 使能外部中斷；
6、 設定中斷號的入口地址；
7、 設定中斷號的中斷選擇，是irq還是fiq，預設為是irq；
8、 開啟向量中斷方式並開啟全域性中斷；
9、 編寫中斷處理函式，中斷函式前和後要使用嵌入彙編，儲存環境和恢復環境。中斷處理後，要清除中斷掛起位和中斷執行地址。
接下來我們就以OK6410開發板為載體來逐步的分析外部中斷的實現步驟。OK6410開發板上共有6個使用者按鍵，我們接下來就通過這6個按鍵完成外部中斷，實現按鍵控制led和蜂鳴器的執行情況。
要想實現上述的控制功能，就得知道這些按鍵、led和蜂鳴器對應的引腳情況，這些可以通過檢視OK6410開發板原理圖得到。原理圖部分截圖如下：
使用者按鍵與晶片部分
led
蜂鳴器
從截圖上可以看出來按鍵對應的引腳是GPN0~5、led對應的引腳是GPM0~3、蜂鳴器對應的引腳是GPF15。需要用到的引腳已經確認，下面開始按步驟配置外部中斷。
1.配置外部引腳位中斷
通過檢視s3c6410手冊GPIO章節，我們找到GPN相關配置暫存器如下：
這三個暫存器我們只需設定GPNCON，詳細說明如下：
從上圖可知，要想將開發板使用者按鍵設定成外部中斷，只需要將GPNCON暫存器的GPN0~5這幾個位設為10即可。實現程式碼如下：
#define GPNCON *((volatile unsigned long*)0x7f008830) /* GPN控制暫存器 */
#define GPNDAT *((volatile unsigned long*)0x7f008834) /* GPN資料暫存器 此處未使用*/
#define GPNPUD *((volatile unsigned long*)0x7f008838) /* GPN上下拉配置暫存器 此處未使用*/
/* 按鍵初始化
* 設定按鍵對應引腳為外部中斷模式
*/
void button_init(void)
{
/* 方式1 移位
GPNCON = (0b10 << 0) | (0b10 << 2) | (0b10 << 4) | (0b10 << 6) | (0b10 << 8) | (0b10 << 10);
*/
/* 方式2 邏輯運算 */
GPNCON &= (~0x00000aaa);
GPNCON |= 0x00000aaa;
}2.設定中斷觸發方式
通過原理圖我們發現，按鍵部分是作了上拉處理的，所以這裡設定外部中斷觸發方式為下降沿觸發。接著在s3c6410手冊的GPIO章節中找到外部中斷相關暫存器說明部分，如下：
由GPNCON暫存器我們知道GPN0~5對應的是外部中斷分組0 ，所以這裡我們只需要配置EINT0CON0暫存器即可，EINT0CON0說明如下：
紅框中的位就是我們需要設定，從圖中可知，只需將對應為設定位010即可，程式碼如下：
/*interrupt registes*/
#define EXT_INT_0_CON *((volatile unsigned int *)0x7f008900) /* 外部中斷0~27配置暫存器 */
EXT_INT_0_CON &= ~(0x00000222);
EXT_INT_0_CON |= 0x00000222; /* 配置為下降沿觸發 */
3.取消中斷遮蔽，使外部中斷不遮蔽
既然想要取消中斷遮蔽，那就得配置中斷遮蔽暫存器，該暫存器在s3c6410手冊的GPIO章節中找到外部中斷相關暫存器說明部分。因為這裡是外部中斷分組0的0~5，所以只需配置EINT0MASK暫存器（0x7f008920）的bit0~5，如下紅框部分:
從上圖可以知道，需要將EINT0MASK暫存器的bit0~5配置為0，程式碼如下：
#define EXT_INT_0_MASK *((volatile unsigned int *)0x7f008920) /* 外部中斷0~27遮蔽暫存器 */
EXT_INT_0_MASK &= 0xffffffc0; /* 取消遮蔽外部中斷 */4.設定中斷濾波
濾波主要是消除毛刺干擾，需要配置濾波暫存器，如下圖：
程式碼如下“
”
#define EXT_INT_0_FLTCON0 *((volatile unsigned int *)0x7f008910) /* 外部中斷組0濾波暫存器 */
EXT_INT_0_FLTCON0 = (0xff) | (0xff << 8) | (0xff << 16); /* 設定外部中斷0~5的濾波*/
5.使能外部中斷
要想使能外部中斷，就得配置中斷使能暫存器VICxINTENABLE，又因為這裡是外部中斷分組0的0~5，根據s3c6410手冊中斷章節中斷源介紹部分可知，這裡只需要配置VIC0INTENABLE，如下紅框：
中斷使能暫存器VIC0INTENABLE地址及說明如下：
從上圖可知，只需將中斷使能暫存器VIC0INTENABLE的bit0~1設定為1即可。配置程式碼如下：
#define VIC0INTENABLE *((volatile unsigned int *)0x71200010) /* 中斷使能暫存器 */
VIC0INTENABLE &= ~(0x00000003); /* 使能外部中斷*/
VIC0INTENABLE |= (0x00000003);6.設定中斷號的入口地址
要想設定中斷的入口地址，就得找到中斷向量地址暫存器。通過上面的講解可以知道外部中斷組0的0~5中斷由中斷源0、1產生，隸屬於VIC0，所以這裡的中斷向量地址暫存器就是VIC0VECRADDR0和VIC0VECRADDR1，地址如下：
中斷向量地址暫存器說明如下：
所以，這裡只需要將自定義的中斷處理函式的地址賦給VIC0VECRADDR0和VIC0VECRADDR1即可，程式碼如下：
#define EINT0_3_VECTADDR *((volatile unsigned int *)0x71200100) /* 外部中斷0~3向量地址暫存器 */
#define EINT4_7_VECTADDR *((volatile unsigned int *)0x71200104) /* 外部中斷4~7向量地址暫存器 */
EINT0_3_VECTADDR = (int)INT_TINT0_ISR; /* 中斷產生時，CPU就會自動的將VIC0VECTADDR0的值賦給VIC0ADDRESS並跳轉到這個地址去執 */
EINT4_7_VECTADDR = (int)INT_EINT1_ISR; /* INT_TINT0_ISR INT_TINT1_ISR即為中斷處理函式 */ 7.設定中斷號的中斷選擇，是irq還是fiq，預設為是irq
既然這裡說了預設是irq，那我們就是使用預設的中斷模式，不去進行設定。如果想要更改，配置中斷選擇暫存器即可，如下：
8.開啟向量中斷方式並開啟全域性中斷
開啟向量中斷方式需要作業系統控制協處理器（P15），而開啟全域性中斷需要操作狀態暫存器（CPSR）。別問我是怎麼知道的，我不會告訴你是uboot告訴我這麼做的。
開啟向量中斷方式：首先從arm11核心技術參考手冊中找到系統控制協處理器章節（3.2節），找到與開啟向量中斷方式相關的協處理器控制暫存器，如下：
根據協處理器控制暫存器介紹得知，只需將控制暫存器的bit24置1就行了，程式碼如下：
/* 開啟向量中斷方式 */
__asm__(
"mrc p15,0,r0,c1,c0,0\n"
"orr r0,r0,#(1<<24)\n"
"mcr p15,0,r0,c1,c0,0\n"
:
:
);開全域性中斷：從arm架構參考手冊中找到程式狀態暫存器相關章節，如下：
紅框中這兩個位就是關於開啟中斷的操作為，具體說明如下：
arm11核心技術參考手冊中也有相關的介紹，如下：
設定程式碼如下：
/*
開啟全域性中斷（開總中斷）
*/
__asm__(
"mrs r0,cpsr\n"
"bic r0, r0, #0x80\n"
"msr cpsr_c, r0\n"
:
:
);至此，有關外部中斷的初始化就完成，下面就可以進行中斷服務函式的設計了。
9.編寫中斷處理函式，中斷函式前和後要使用嵌入彙編，儲存環境和恢復環境。中斷處理後，要清除中斷掛起位和中斷執行地址
儲存環境：這裡需要嵌入彙編，程式碼如下：
/* 儲存壞境 */
__asm__(
"sub lr, lr, #4\n"
"stmfd sp!, {r0-r12, lr}\n"
:
:
);這是一個固定的程式碼，目的是為了儲存環境，將r0-r12，lr暫存器的值給壓入棧中。這裡有sub lr,lr,#4。將lr的值減去4。這個原因就要從ARM的流水線說起了。ARM採用流水線，取址，譯碼，執行。所以pc的值永遠是當前執行指令的地址+8。中斷跳轉的時候，會將pc的值給lr，pc的值為當前執行程式地址+8，lr的值就是pc的值。而返回的地址應該是執行階段的下一條地址，也就是當前執行程式地址+4，所以直接返回lr的值就不對了，應該返回lr-4的值。
恢復環境：這裡也需要嵌入彙編程式碼，如下：
__asm__(
"ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^ \n"
:
:
);這段程式碼也是固定的，目的是為了中斷執行完後，在將這些值返回給r0-r12，pc暫存器。這樣r0-r12暫存器的內容就恢復了，同時pc得到返回地址，就返回到中斷前的程式地址去了。
有關於儲存環境和恢復環境的程式碼。參考arm架構參考手冊的A2,6章節，如下：
中斷處理程式碼主要實現按鍵控制led和蜂鳴器執行狀態，按下按鍵s2，點亮led1，再按一次s2，關閉led1；依次類推，詳見程式碼：
/* 外部中斷0~3處理函式 */
if((EXT_INT_0_PEND & (1<<0)) == (1 << 0))
led_Toggle(1);
if((EXT_INT_0_PEND & (1<<1)) == (1 << 1))
led_Toggle(2);
if((EXT_INT_0_PEND & (1<<2)) == (1 << 2))
led_Toggle(3);
if((EXT_INT_0_PEND & (1<<3)) == (1 << 3))
led_Toggle(4);中斷處理完後，需要將中斷掛起位給清零。這裡，很簡單的將所有中斷位都給清零。然後再將中斷執行地址給清0。
中斷位掛起暫存器如下：
中斷向量0地址暫存器如下：
程式碼如下：
/* 清除中斷 */
EXT_INT_0_PEND = ~0x0;
VIC0ADDRESS = 0; 這樣，也就完成了S3C6410的外部中斷程式設計了。但是，此時的程式碼下載至Ok6410開發板並不能正常工作，那是因為中斷處理函式的程式碼是用c程式碼寫的，c程式碼需要什麼？需要棧啊。不然怎麼時間環境保護和恢復環境了。可能有人會問之前不是設定過棧嗎？怎麼這裡還需要設定了？那是因為之前設定的棧是SVC模式下的棧，而不是irq模式下的棧。不同模式，有自己的備份暫存器，其中，棧SP是每個模式都有自己的。所以需要設定下irq模式下的棧。程式碼也是比較簡單的。在之前的設定棧的彙編程式碼中，將模式切換為irq模式，再設定sp。
程式碼如下：
@棧初始化 64M記憶體用於棧
init_stack:
msr cpsr_c, #0xd2
ldr sp, =0x53000000 @ 初始化r13_irq
msr cpsr_c, #0xd3
ldr sp, =0x54000000 @ 將0x54000000寫入sp暫存器中，棧大小64M 0x5400000000-0x500000000
mov pc, lr @ 返回呼叫處繼續往下執行這樣再將程式碼編譯後下載至開發板裡就可以正常工作了。
程式碼下載地址：OK6410實現外部中斷控制led與蜂鳴器