S3C2440 外部按键中断解析

学习bootloader制作的过程中，学到 “通过按键进入中断控制LED亮灭”的实验时，自己所用的开发板和视频讲解中的不同，于是琢磨了一下中断涉及到的各个寄存器，并进行编码尝试，最终完成了实验，达到了通过按键以中断方式控制LED亮灭的目的。2440属于非向量中断方式，和6410、210的向量中断方式对于中断的处理有一些不同，因此本文的讲解并不完全适合6410和210。

一、概念

中断分为两大类：外部中断和内部中断。

1、外部中断：S3C2440的24个外部中断占用GPF0~GPF7（EINT0~EINT7）、                                                 GPG0~GPG15（EINT8~EINT23）。使用这些引脚作为中断输入时，必须将引脚配置为EINT模式，配置方法可参考datasheet。

2、内部中断：内部中断包括DMA中断、UART中断、IIC中断等等由内部外设触发的中断。

3、相关寄存器：S3C2440中断控制涉及到10个寄存器-- SRCPND、INTMOD、INTMSK、PRIORITY、INTPND、INTOFFSET、SUBSRCPND、INTSUBMSK、EINTMASK、EINTPEND，这10个寄存器的定义及其功能描述如下表一。对中断的控制无外乎配置和处理这10个寄存器中的某几个。

表一  与S3C2440中断相关的10个寄存器的信息

4、各寄存器的关系（工作流程）。根据中断源进行分类，中断的处理流程可用下图1表示：

图1  S3C2440中断处理流程图

由上图1可知，S3C2440的中断可分为四种情况：由外部中断源（EINT0~EINT3）触发的中断、由外部中断子中断源（EINT4~EINT23）触发的中断、由内部中断源（内部子中断）触发的中断和由内部中断源（非子中断）触发的中断。

5、中断的开启（中断初始化，INTMOD 和 PRTORITY使用默认值）

（a）如果是外部中断（EINT0~EINT3）和内部中断（不带子中断），需设置INTMSK，让它不屏蔽中断即可；

（b）如果是带子中断的内部中断，需设置INTSUBMSK 和 INTMSK，让它们不屏蔽中断即可；

（c）如果是外部中断（EINT4~EINT23），需设置EINTMASK 和 INTMSK，让它们不屏蔽中断即可；

注意：CPSR中的第7位I也需清除（在start.S中关闭了中断，这一步是针对在bootloader设计中进行EINT实验时的操作）

6、中断处理流程

（a）如果是外部中断（EINT0~EINT3）和 不带子中断的内部中断，发生中断后SRCPND相应位置1，如果没有被 INTMSK屏蔽，那么等待进一步处理；

（b）如果是带子中断的内部中断，发生中断后SUBSRCPND相应位置1，如果没有被INTSUBMSK屏蔽，则SRCPND相应位置1，如果没有被INTMSK屏蔽，那么等待进一步处理；

（c）如果是外部中断（EINT4~EINT23），发生中断后EINTPEND相应位置1，如果没有被EINTMASK屏蔽，则SRCPND相应位EINT4-7和EINT8~23置1，如果没有被INTMSK屏蔽，那么等待进一步处理；

三种中断都等待进一步处理了，接下来从SRCPND继续往前看，看看INTMSK，如果中断被屏蔽了，就不用说了（注意：快中断也能被屏蔽）。如果没有被屏蔽，那么会进一步到INTMOD。如果是快中断，那么直接出来，进入FIQ（即CPU进入快中断模式处理）。如果是普通中断，那么SRCPND可以有多位置1（FIQ只能有一个），这时就会经过PRIORITY选出一个优先级高的，然后根据选出的中断把INTPND相应位置1（注意：只能选出一个），进入IRQ，让CPU处理。

INTOFFSET寄存器用来表示INTPND中哪一位置1了，可以用来判断请求中断的中断源，但是，对于外部中断EINT4~EINT23是无法判断的，如EINT4~EINT7中任何一个中断源请求中断，都会将INTOFFSET中的位EINT4_7置1，所以要判断具体是哪个中断源请求的中断，可读取EINTPEND中的值进行判断。

7、中断的清除

（a）如果是外部中断EINT0~EINT3 和不带子中断的内部中断，只需清除SRCPND（注意：清除时对相应位写“1”）；

（b）如果是带子中断的内部中断，需清除SRCPND和SUBSRCPND，注意先清除SUBSRCPND，再清除SRCPND。因为如果先清除SRCPND的话，在清除SUBSRCPND的过程中，SRCPND会以为又有中断发生，又会置1，也就是说一次中断会响应两次，所以必须先掐断源头，对它们同样是写“1”清除

（c）如果是外部中断EINT4~EINT23，需清除EINTPEND和SRCPND(同样注意顺序)，写“1”清除。

二、按键中断实验

1、所使用开发板的按键与芯片连接示意如下图2，其中KEY1 --> GPF4, KEY2--> GPF5，KEY3 --> GPF6，KEY4 --> GPF7。

图2  按键与S3C2440连接示意

通过查阅s3c2440的datasheet可知，GPF4~GPF7对应外部中断EINT4~EINT7。所以对于中断初始化，需设置寄存器EINTMASK和INTMSK，取消中断屏蔽。中断处理过程中，可通过阅读EINTPEND寄存器的值判定触发中断的中断源。中断清除时，向EINTPEND和SRCPND中相应位写“1”，清除中断（注意顺序）。以下为实验的源代码：

/*interrupt registes*/

#define  SRCPND (volatile unsigned long *)0x4a000000 //Interrupt request status

#define  INTMOD (volatile unsigned long *)0x4a000004 //Interrupt mode control

#define  INTMSK (volatile unsigned long *)0x4a000008 //Interrupt mask control

#define  PRIORITY (volatile unsigned long *)0x4a00000c //IRQ priority control

#define  INTPND (volatile unsigned long *)0x4a000010 //Interrupt request status

#define  INTOFFSET      (volatile unsigned long *)0x4A000014 //Interrupt request source offset

#define  SUBSRCPND      (volatile unsigned long *)0x4A000018 //Sub source pending

#define  INTSUBMSK      (volatile unsigned long *)0x4A00001c //Interrupt sub mask

#define  EINTMASK       (volatile unsigned long *)0x560000a4 //External interrupt mask register

#define  EINTPEND       (volatile unsigned long *)0x560000a8 //External interrupt pending register

/*******************************************************************

*函数名称：init_irq()

*功能描述：中断初始化(取消中断屏蔽)

*其他说明：按键中断对应的是外部中断EINT4~7，所以设置EINTMASK、INTMSK

*修改日期       版本号       修改人 修改内容

*------------------------------------------------------------------

*2015.12.5 V1.0         

*******************************************************************/

void init_irq()

{

*(EINTMASK) &= ((~(1 << 4)) & (~(1 << 5)) & (~(1 << 6)) & (~(1 << 7)));    //取消EINT4~7的子中断屏蔽（注意，这步必须在后面一步之前）

*(INTMSK)   &= (~(1 << 4));    //取消EINT4~7的中断屏蔽

/***清除CPSR寄存器中的第7位I（IRQ disable），因为在start.S中关闭了中断****/

__asm__(

"mrs r0, cpsrn"

"bic r0, r0, #0x80n"

"msr cpsr_c, r0n"

:

:

);

}

/*******************************************************************

*函数名称：handle_int()

*功能描述：中断处理函数

*其他说明：

*修改日期       版本号       修改人 修改内容

*------------------------------------------------------------------

*2015.12.6 V1.0         

*******************************************************************/

void handle_int()

{

/*判断产生中断的中断源*/

unsigned long value = *(INTOFFSET);

unsigned long value_offset = *(EINTPEND); //value_offset的值分别对应EINT4~EINT7

if (4 == value) //value = 4 表明EINT4 ~ EINT7请求中断 (这个条件不是必须的，可直接判断value_offset)

{

switch (value_offset)

{

case 0x00000010 : //EINT4 --> k1

led_on();

break;

case 0x00000020 : //EINT5 --> k2

led_on();

break;

case 0x00000040 : //EINT6 --> k3

led_off();

break;

case 0x00000080 : //EINT7 --> k4

led_off();

break;

default :

break;

}

}

/*清除中断标志*/

*(EINTPEND) = value_offset; //把EINTPEND中当前值重新赋给EINTPEND，即相当于对相应位置1清除（不过这

//样做的前提是可以明确只发生一个中断，不然有可能将其他的中断请求清除）

*(INTPND) = 1 << 4;

}