实验三、外部中断
知识点储备：
1、阅读s3c2440数据手册，掌握s3c2440 I/O口特性，掌握对GPnCON、GPnDAT、GPBUP三个特殊功能寄存器的使用方法。
2、阅读开发板电路图，了解实验电路。
3、掌握在Linux下的汇编程序的编写（伪指令）与Makefile的编写。
4、掌握s3c2440的异常模式、不同异常模式下寄存器、异常入口向量、异常下的堆栈的设置、异常模式的切换、寄存器的保护与恢复、异常模式的进入与返回。
5、完成附录一的Q&A
实验目的：在实验2的基础上进一步，利用中断来获取按键事件的发生。
实验步骤：
（1）按照程序清单编写代码
（2）将所有代码放在一个文件夹，用win7的Source Insight新建工程，并查看代码
（3）将文件夹放入linux中，编译，一旦出现错误，根据提示的错误文件行数，到Source Insight中找到改行，调试错误
（4）用DNW下载bin镜像文件，然后拨码开关开到NandFlash中运行代码，观察现象
一、编写使用按键中断程序
1、程序功能：4个按键对应的IO引脚，分别为：GPF0\1\2\4（K4右\k1上\k3下\k2左），这些引脚的第三种功能是外部中断引脚EINT0/ EINT1/ EINT2/ EINT4，采用外部中断响应方法实现：当按下某个按键时，CPU调用中断服务程序来点亮相应的LED。
2、写程序如下：head.S、init.c、interrupt.c、main.c、s3c24xx.h、makefile
（1）head.S程序如下：
@******************************************************************************
@ File：head.S
@功能：初始化，设置中断模式、系统模式的栈，设置好中断处理函数
@******************************************************************************
.extern main
.text
.global _start
_start:
@******************************************************************************
@中断向量，本程序中，除Reset和HandleIRQ外，其它异常都没有使用
@******************************************************************************
b Reset
@ 0x04:未定义指令中止模式的向量地址
HandleUndef:
b HandleUndef
@ 0x08:管理模式的向量地址，通过SWI指令进入此模式
HandleSWI:
b HandleSWI
@ 0x0c:指令预取终止导致的异常的向量地址
HandlePrefetchAbort:
b HandlePrefetchAbort
@ 0x10:数据访问终止导致的异常的向量地址
HandleDataAbort:
b HandleDataAbort
@ 0x14:保留
HandleNotUsed:
b HandleNotUsed
@ 0x18:中断模式的向量地址
b HandleIRQ
@ 0x1c:快中断模式的向量地址
HandleFIQ:
b HandleFIQ
Reset:
ldr sp, =4096 @设置栈指针，以下都是C函数，调用前需要设好栈
bl disable_watch_dog @关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
msr cpsr_c, #0xd2 @进入中断模式
ldr sp, =3072 @设置中断模式栈指针
msr cpsr_c, #0xdf @进入系统模式
ldr sp, =4096 @设置系统模式栈指针，
@其实复位之后，CPU就处于系统模式，
@前面的“ldr sp, =4096”完成同样的功能，此句可省略
bl init_led @初始化LED的GPIO管脚
bl init_irq @调用中断初始化函数，在init.c中
msr cpsr_c, #0x5f @设置I-bit=0，开IRQ中断
ldr lr, =halt_loop @设置返回地址
ldr pc, =main @调用main函数
halt_loop:
b halt_loop
HandleIRQ:
sub lr, lr, #4 @计算返回地址
stmdb sp!, { r0-r12,lr } @保存使用到的寄存器
@注意，此时的sp是中断模式的sp
@初始值是上面设置的3072
ldr lr, =int_return @设置调用ISR即EINT_Handle函数后的返回地址
ldr pc, =EINT_Handle @调用中断服务函数，在interrupt.c中
int_return:
ldmia sp!, { r0-r12,pc }^ @中断返回, ^表示将spsr的值复制到cpsr
（2）init.c程序如下：
/*
* init.c:进行一些初始化
*/
#include "s3c24xx.h"
/*
* LED1-4对应GPB5、GPB6、GPB7、GPB8
*/
#define GPB5_out (1<<(5*2)) // LED1
#define GPB6_out (1<<(6*2)) // LED2
#define GPB7_out (1<<(7*2)) // LED3
#define GPB8_out (1<<(8*2)) // LED4
/*
* K1-K4对应GPF1/EINT1、GPF4/EINT4、GPF2/EINT2、GPF0/EINT0；
*/
#define GPF1_eint (2<<(1*2)) // K1,EINT1
#define GPF4_eint (2<<(4*2)) // K2,EINT4
#define GPF2_eint (2<<(2*2)) // K3,EINT2
#define GPF0_eint (2<<(0*2)) // K4,EINT0
/*
*关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
*/
void disable_watch_dog(void)
{
WTCON = 0; //关闭WATCHDOG很简单，往这个寄存器写0即可
}
void init_led(void)
{
GPBCON = GPB5_out | GPB6_out | GPB7_out | GPB8_out ;
}
/*
*初始化GPIO引脚为外部中断
* GPIO引脚用作外部中断时，默认为低电平触发、IRQ方式(不用设置INTMOD)
*/
void init_irq( )
{
GPFCON = GPF1_eint | GPF4_eint | GPF2_eint | GPF0_eint;
//对于EINT4，需要在EINTMASK寄存器中使能它们
EINTMASK &= (~(1<<4));
/*
*设定优先级：
* ARB_SEL0 = 00b, ARB_MODE0 = 0: REQ1 > REQ2 > REQ3，即EINT0 > EINT1> EINT2
*仲裁器1、6无需设置
*最终：
* EINT0 > EINT1> EINT2> EINT4，即K4 > K1 > K3>K2
*/
PRIORITY = (PRIORITY & ((~0x01) | (~0x3<<7))) | (0x0 << 7) ;
// EINT0、EINT1、EINT2、EINT4使能
INTMSK&= (~(1<<0)) & (~(1<<1)) & (~(1<<2)) & (~(1<<4));
}
（3）interrupt.c程序如下：
#include "s3c24xx.h"
void EINT_Handle()
{
unsigned long oft = INTOFFSET;
unsigned long val;
switch( oft )
{
// K4被按下
case 0:
{
GPBDAT |= (0x0f<<5); //所有LED熄灭
GPBDAT &= ~(1<<8); // LED4点亮
break;
}
// K1被按下
case 1:
{
GPBDAT |= (0x0f<<5); //所有LED熄灭
GPBDAT &= ~(1<<5); // LED1点亮
break;
}
// K3被按下
case 2:
{
GPBDAT |= (0x0f<<5); //所有LED熄灭
GPBDAT &= ~(1<<7); // LED3点亮
break;
}
// K2被按下
case 4:
{
GPBDAT |= (0x0f<<5); //所有LED熄灭
GPBDAT &= ~(1<<6); // LED2点亮
break;
}
default:
break;
}
//清中断
if( oft == 4 )
EINTPEND = (1<<4); // EINT4
SRCPND = 1<<oft;
INTPND = 1<<oft;
}
（4）main.c程序如下：
int main()
{
while(1);
return 0;
}
（5）s3c24xx.h程序如下：
/* WOTCH DOG register */
#define WTCON (*(volatile unsigned long *)0x53000000)
/* SDRAM regisers */
#define MEM_CTL_BASE 0x48000000
#define SDRAM_BASE 0x30000000
/* NAND Flash registers */
#define NFCONF (*(volatile unsigned int *)0x4e000000)
#define NFCMD (*(volatile unsigned char *)0x4e000004)
#define NFADDR (*(volatile unsigned char *)0x4e000008)
#define NFDATA (*(volatile unsigned char *)0x4e00000c)
#define NFSTAT (*(volatile unsigned char *)0x4e000010)
/*GPIO registers*/
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)
#define GPFUP (*(volatile unsigned long *)0x56000058)
#define GPGCON (*(volatile unsigned long *)0x56000060)
#define GPGDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000064)
#define GPGUP (*(volatile unsigned long *)0x56000068)
#define GPHCON (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
#define GPHDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000074)
#define GPHUP (*(volatile unsigned long *)0x56000078)
/*UART registers*/
#define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
#define UFCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
#define UMCON0 (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
/*interrupt registes*/
#define SRCPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000000)
#define INTMOD (*(volatile unsigned long *)0x4A000004)
#define INTMSK (*(volatile unsigned long *)0x4A000008)
#define PRIORITY (*(volatile unsigned long *)0x4A00000c)
#define INTPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000010)
#define INTOFFSET (*(volatile unsigned long *)0x4A000014)
#define SUBSRCPND (*(volatile unsigned long *)0x4A000018)
#define INTSUBMSK (*(volatile unsigned long *)0x4A00001c)
/*external interrupt registers*/
#define EINTMASK (*(volatile unsigned long *)0x560000a4)
#define EINTPEND (*(volatile unsigned long *)0x560000a8)
（6）Makefile程序如下：
objs := head.o init.o interrupt.o main.o
int.bin: $(objs)
arm-linux-ld -Ttext 0x00000000 -o int_elf $^
arm-linux-objcopy -O binary -S int_elf $@
arm-linux-objdump -D -m arm int_elf > int.dis
%.o:%.c
arm-linux-gcc -nostdlib -Wall -c -o $@ $<
%.o:%.S
arm-linux-gcc -nostdlib –Wall -c -o $@ $<
clean:
rm -f int.bin int_elf int.dis *.o
附录一 Q&A
Q&A
1)s3c2440的异常模式有几种？不同异常模式下寄存器有何不同？异常入口向量分别是多少？
2)SP、CPSR、LR、PC这几个特殊功能寄存的作用？
3)复位后的初始模式是什么？如何进行异常模式的切换？如何设置异常下的堆栈？给出具体代码。
4)异常模式的进入与返回如何实现？给出中断模式下的关键代码。
5)查阅s3c2440数据手册，了解s3c2440的中断源有哪些，在进入中断之前要完成哪些工作？给出关键代码。
6)了解s3c2440中与中断相关的特殊功能寄存器的使用。如何进行中断的请求与清除？以外部中断EINT0为例，给出关键代码。
7)s3c2440共有几个外部中断口？在引脚配置上与哪个几特殊功能寄存器相关？外部中断口占用多少个中断源？中断的请求与清除上有什么特殊？
8）本实验中，将连接地址取为0x00000000，请问，如果将这个地址改为0x30000000，程序能否工作？（即将 Makefile中的arm-linux-ld -Ttext 0x00000000 -o int_elf $^改为arm-linux-ld -Ttext 0x30000000 -o int_elf $^）
9）如果不能工作，那么，如何才能让链接地址和加载地址不同的工程正常运行呢？请对比实验6。
10）请找出中断现场保护与恢复的代码，并做注释。
p