ARM ---day5 中断

1. 什么是GIC？

GIC：通用中断控制器（Generic Interrupt Controller），是 ARM Cortex-A/R 系列常用的中断管理 IP，作用类似 Cortex-M 中的 NVIC。

它统一管理外设中断和处理器内部中断，负责中断使能、屏蔽、优先级仲裁、目标 CPU 选择和中断分发，最终向 CPU 内核产生 IRQ/FIQ 请求。

GIC 管理的中断主要包括外设来的共享中断 SPI，以及 CPU 核内部/私有的 SGI、PPI；外设中断来自 UART、GPIO、Timer 等模块，内部中断来自 CPU 私有定时器、软件中断、性能监控等。

路由分发（中断分发）：

指 GIC 根据配置决定某个中断应该送到哪个 CPU 核处理。

在多核 ARM 中，GIC 可以把不同中断分配给不同 CPU 核。

2. 什么是协处理器？ARM Cortex A7内核配备了几个协处理器？

协处理器是辅助 ARM CPU 完成特定功能的硬件模块，用于扩展 CPU 功能。

ARM 处理器通过 MRC、MCR 等协处理器指令访问协处理器。

Cortex-A7 属于 ARMv7-A 架构，支持 CP0~CP15 共 16 个协处理器编号。

其中最常用的是 CP15 系统控制协处理器，用于管理 MMU、Cache、TLB、异常向量表等。

在 Cortex-A7 中，程序可以通过 CP15 设置 VBAR 寄存器，将异常向量表的基地址写入 VBAR，使处理器发生异常时从该地址开始查找对应的异常入口。

mrc：读取cp15寄存器的数据

mcr：向cp15寄存器中写入数据

3. 为什么要将异常向量表重映射？如何重映射异常向量表？

为什么要重映射异常向量表：

ARM 处理器发生异常时，会到固定地址取异常入口指令。

默认异常向量表通常位于 0x00000000，但该地址上电时可能映射到 ROM、Flash 或 BootROM，不方便修改，速度也可能较慢。

系统运行后通常希望把异常向量表放到 RAM 中，便于修改异常处理函数、提高响应速度，并让操作系统接管异常和中断，因此需要异常向量表重映射。

如何重映射：

对于 Cortex-A7 这类 ARMv7-A 内核，可以通过 CP15 的 VBAR 寄存器设置异常向量表基地址。

例如：

_set_vbar:

ldr r0, =0x87800000

mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0

bx lr

对于 ARM9/S3C2440 这类处理器，通常通过存储器重映射、MMU 映射，或者设置高地址异常向量位，使异常向量表位于 0x00000000 或 0xFFFF0000。

4. GIC支持多少个中断，分为哪几类

GIC：1020个中断（imx6ull：0-159 支持160个中断）

SPI：共享外设中断，外设所产生的的中断（32-1019）

PPI：私有外设中断，核间通信，内核和内核之间的中断（16 - 31）

SGI：软中断，软件产生的中断（0 - 15）

5. IMX6ULL中支持多少个中断

imx6ull：0-159 支持160个中断

6. GIC控制器的版本

GIC v1 CortexA5
GIC v2 32位处理器（CortexA7）

GIC v3 - v4 64位处理器（CortexA53手机芯片）

GIC v5 重新架构，数百核处理器（算力要求高的芯片 服务器）

imx6ull 内核是CortexA7，用的是GIC v2 400

7. 简述 GIC CPU Interface 中 C_IAR 和 C_EOIR 寄存器的作用。

C_IAR：Interrupt Acknowledge Register，中断应答寄存器。

作用：CPU 进入 IRQ 中断后，读取 C_IAR，GIC 会返回当前要处理的中断号，例如 99。

C_EOIR：End Of Interrupt Register，中断结束寄存器。

作用：中断服务函数执行完后，把刚才的中断号 99 写回 C_EOIR，通知 GIC 这个中断已经处理完成。

GIC 中的 C_IAR 是中断应答寄存器。当外设中断产生后，GIC 根据使能状态和优先级选择一个中断送给 CPU。CPU 进入中断处理程序后，通过读取 C_IAR 获得当前正在响应的中断号，例如按键中断号 99。中断服务函数执行完后，需要将该中断号写入 C_EOIR 中断结束寄存器，通知 GIC 本次中断处理完成，使 GIC 可以清除该中断的活跃状态并继续响应其他中断。

C_IAR 是“读中断号，开始处理”；C_EOIR 是“写中断号，告诉 GIC 处理完了”。

8.按键中断流程

按键KEY0 ----GPIO1_18

外设：

1. 配置引脚复用功能
2. 配置引脚电气属性
3. 配置输入方向
4. 配置中断触发方式：下降沿
5. 使能GPIO1_18引脚中断

GIC：

1.初始化GIC GIC_Init();

2.使能GPIO1_18引脚中断

GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);

3.设置优先级

内核：

1. 使能irq中断
2. 按键按下，切换工作模式->IRQ模式（自动）
3. pc ->irq_handler(汇编 传参 中断号 R0)
4. 执行irq中断服务函数，system_interrupt_handler/ system_irq_handler