S5PV210中断控制器详解（一）：概述和使用中断

1 S5PV210的Interrupt Controller简介

S5PV210是三星推出的一款基于Cortex-A8的Soc，其内部集成的中断控制器由4个ARM PrimeCell PL192矢量中断控制器级连(daisy-chain)而成，每个PL192 VIC（Vectored Interrupt Controller） 支持32个中断源，所以最多支持128个。S5PV210使用了其中的93个。所谓“矢量”是指当中断发生时，软件可以直接从VIC得到提前设好的中断服务程序ISR（Interrupt Service Routine），对于S5PV210这样的单核CPU来说，PL192是一种比较高效的VIC。硬件上的连接图大体如下所示：

 

在图中，各个VIC之间连接的比较重要重要的信号，楼主都已经标注出来，最终连接到ARM CPU上的输入信号只有两个，IRQ和FIQ

2 什么样的中断会被送到CPU处理？

中断分为两种，一种是真实的外部硬件触发的中断，另一种叫软中断softInt,它是由软件写寄存器而触发。对应的寄存器为VICSOFTINT，当其中的某个bit位为非0,时，VIC就收到了一个softInt，softInt一般都是用在调试中，用于手动产生一个中断

下面这张图清楚的描述了中断请求的步骤：

左边的或门的输入是VICINTSOURCE和VICSoftInt，VICINTSOURCE来自外部，是其它Soc内部模块或者Soc外部产生的真实中断；VICSoftInt在框图的内部，是有VIC自己产生的。无论这两者哪个发生了，在VICRawInterrupt处都会看到这个中断源的存在。VICRawInterrupt对应的寄存器为：

这里三星官方给出的描述似乎有点问题，status of FIQ interrupt before masking，事实上，IRQ的status也是能看到的。

再看Interrupt Requst Logic图，中间的与门，其输入是从左边过来的VICRawInterrupt和VICIntEnable，VICIntEnable表明了已经使能的中断源，与之对应的寄存器有两个，如下所示

给VICENABLE寄存器里的某个bit写1，表明使能某个中断，而给VICINTCLEAR里的某个bit写1，表明是要disable某个中断。这两个寄存器都有一个特点，给对应的bit写0无效。不知道是为什么，许多中断控制器都采用这种方式，完全可以用一个VICENABLE寄存器来完成，写1为enable,写0为disable

VICIntSelect决定了Interrupt Requst Logic图最右边的选择器是输出IRQ和FIQ，这很好理解，对应的寄存器为：

默认情况下，所有的中断源都设置为IRQ interrupt

3 收到中断后，应该做些什么？

在ARM CPU收到中断的触发之后，硬件会自动将中断前的CPSR到SPSR_irq，保存PC到LR_irq ，将CPSR的低5位设置为0x12(IRQ模式)，并且关闭IRQ使能位（CPSR bit 7置1），然后ARM会将PC转到中断向量表的0x18偏移处，开始执行IRQ的入口函数。IRQ Handler在开始是要保存寄存器现场，然后跳转到真正的IRQ Handler 。以上的这些内容对于所有的ARM CPU来说，都是一样的，固定动作。

到了IRQ Handler后，首先软件需要知道，哪个中断发生了，S5PV210的做法就是遍历VIC0IRQSTATUS~VIC3IRQSTATUS，不为0，代表该VIC有中断发生( VICIRQSTATUS也就是Interrupt request logic图中最右边的输出信号)。

再去读取发生中断的VIC对应的VICADDRESS，此时中断控制器硬件已经替我们选好了优先级最高的中断，并将其ISR推送到VICADDRESS寄存器里，我们可以直接拿到就执行，不用再像老式的方法，遍历VICIRQSTATUS里的每个bit位，找到不为0的那个，映射到具体的ISR，效率要高不少。

在ISR的结尾，需要将中断清除，以告诉硬件（Uart0和Interrupt controller），这次中断我处理完了，可以接收下个中断了。三星官方要求将All VICADDRESS都写0，不用担心误清了VIC0，2，3的中断，因为中断发生的源头还在，还会再次触发

When user clears interrupt pending, user must write 0 to all the VICADDRESS registers (VIC0ADDRESS, VIC1ADDRESS, VIC2ADDRESS, and VIC3ADDRESS).

关于矢量和优先级，请参考这篇博文 S5PV210中断控制器详解（二）：矢量和优先级。

4 编程使用中断

有了前面的理论知识后，编程使用中断就会水到渠成。以UART0为例，它是连接在VIC1的的第10号中断源上。

初始化代码如下：

void uart0_irq_init(void)
{
       VIC1INTSELECT &= ~(1<<10);             /* 设置为IRQ中断 */
       VIC1INTENABLE |= 1<<10;                /* 使能中断 */
       VIC1VECTADDR10 = (unsigned int)Uart0_ISR;   /* 设置ISR */
}

中断向量表处的代码为：

IRQ_Handler:
	sub lr, lr, #4                /* 1.计算返回地址 */
	stmfd sp!, {r0-r12, lr}       /* 2.保护现场 */

	bl do_irq                     /* 3. 处理异常 */
	
	ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^      /* 4. 恢复现场  ^表示把spsr恢复到cpsr */

void do_irq(void)
{
    void (*isr)(void) = NULL;

    if(0 != VIC0IRQSTATUS)
        isr = VIC0ADDRESS;
    else if(0 != VIC1IRQSTATUS)   //如果uart0中断发生，VIC1IRQSTATUS不为0
        isr = VIC1ADDRESS;            //VIC1ADDRESS给出的就是之前给VIC1VECTADDR10写入的内容
    else if(0 != VIC2IRQSTATUS)
        isr = VIC2ADDRESS;
    else if(0 != VIC3IRQSTATUS)
        isr = VIC3ADDRESS;
   
    if (isr)
    {
        (*isr)();
        VIC0ADDRESS = 0;  /* 清中断向量 */
        VIC1ADDRESS = 0;
        VIC2ADDRESS = 0; 
        VIC3ADDRESS = 0; 
    }
}

最后是Uar0IRQ的中断服务函数Uart0_ISR

void Uart0_ISR(void)
{
      /* Check the exactly reason for uart0,tx rx or error
        Do something for it */
        URP0 = 0xf;       /* 清UART0里的中断源，URP0寄存器地址是0xE2900030  */
}