如何在 C 中编写 ARM 中断函数

Question

我在 LinuxMint 17.2 64b 上使用 arm-none-eabi-gcc 工具链 v 4.8.2。

在业余爱好者级别，我正在尝试使用 TM4C123G 板及其常用功能（编码各种 blinkies、uart 东西......）但总是试图在不使用其他库的情况下尽可能接近金属（例如CMSIS...) 尽可能。也没有 IDE（CCS、Keil...），只有 Linux 终端窗口、开发板和我...所有这些主要用于教育目的。

问题：我被困在尝试实现通常的中断功能，例如：

EnableInt（清除特殊注册表 PRIMASK 的第 0 位、第 I 位）：

CPSIE  I 

WaitForInt：

WFI

DisableInt：

CPSID  I

例如，我将此函数添加到我的 .c 文件中用于 EnableInt ：

void EnableInt(void)
{    __asm("    cpsie   i\n");
}

...这可以编译，但执行似乎无法正常工作（在最简单的 blinky.c 版本中，一旦我在 C 代码中调用 EnableInt()，我就无法获得任何 LED 动作）。 blinky.c 代码可以在here找到。

在 .c 文件中编写这些中断例程的正确方法是什么（最好不使用其他库，而只是设置/清除相应寄存器的位...）？

编辑：删除 bx lr 指令 - 但 EnableInt() 似乎没有更好的工作 - 仍在寻找解决方案。

EDIT2 : 实际上，如上定义的 EnableInt() 函数现在正在工作。我的 SysTick_Handler 被错误地映射到启动文件中的中断向量表（而我最初的问题是我在 Edit1 中删除的 bx lr 指令）。

Answer 1

Tivia MCU 集成的 ARM Cortex-M4 CPU 基本上不需要软件环境对进入/退出中断处理程序采取特殊操作。唯一的要求是使用 AAPCS 调用标准，如果为这个 CPU 编译，这应该是 gcc 的默认值。

ARM 提供的一些紧密耦合的“核心”外围设备支持 CPU。这些是大多数（如果不是全部）Cortex-M3/4 MCU 的标准配置。 MCU厂商可以配置一些特性，但基本操作都是一样的。

为简化软件开发，ARM 引入了 CMSIS 软件标准。这至少由一些头文件组成，这些头文件统一了对核心外围设备的访问和特殊 CPU 指令的使用。其中包括操作特殊 CPU 寄存器（如 PRIMASK、BASEMASK、OPTION 等）的内在函数。另一个头文件提供了核心外设和函数的定义，以在简单访问还不够的情况下操作其中的一些。

因此，这些外设之一支持 CPU 进行中断处理：NVIC（嵌套向量中断控制器）。这会再次对中断进行优先级排序，并将中断向量提供给 CPU，CPU 使用该向量来获取中断处理程序的地址。

NVIC 还包括所有中断源的启用位。因此，要让 CPU 处理中断，对于典型的 MCU，您必须在两个或三个位置启用中断：

1. CPU 中的 PRIMASK/BASEMASK：最后一道防线。这些是全局中断门。 `PRIMASK 类似于较小 CPU 的状态寄存器中的中断使能位，BASEMASK 是中断优先级解决方案的一部分（一开始就忽略它）。
2. 每个外设中断源的 NVIC 中断使能位。例如 Timer、UART、SPI 等。许多外设都有多个与此 NVIC 线路相关的内部源。 （例如 UART rx 和 tx 中断）。
3. 外设本身的中断使能位。例如。 UART rx-interrupt、tx 中断、rxerror 中断等

某些外围设备可能没有内部位，因此最后一个可能会丢失。

为了让事情顺利进行，您应该阅读参考手册（家庭指南，或类似的），然后通常会有一些“编写 Cortex-M4”howto（例如 ST 有一个用于 STM32 系列）。您还应该从 ARM 获取文档（它们可以免费下载）。

最后，您需要 MCU 供应商（此处为 TI）提供的 CMSIS 标头。这些应该为您的 MCU 量身定制。您可能需要提供一些 `#define's。

而且，是的，这是很多值得阅读的东西。但 imo 值得付出努力。或者，您可以从一本书开始。有一些可能有助于首先了解整个情况（从单个文档中获取确实很难 - 但可能）。