4、BSP中中断控制器的初始化：中断控制器寄存器映射、初始化序列与使能操作

中断控制器是VxWorks BSP中连接CPU内核与外部中断源的桥梁。在PowerPC架构中，通常使用OpenPIC（Open Programmable Interrupt Controller）或MPIC（Multi-Processor Interrupt Controller）；在ARM Cortex-A系列中，则使用GIC（Generic Interrupt Controller）v2/v3。本章以MPIC为例，详细阐述BSP中中断控制器的寄存器映射、初始化序列与使能操作。

4.1 中断控制器寄存器映射

中断控制器的寄存器映射是BSP初始化的第一步。BSP需要将中断控制器的物理地址空间映射到VxWorks的虚拟地址空间，以便后续通过内存访问指令操作寄存器。

4.2 初始化序列

中断控制器的初始化序列必须严格遵循硬件手册规定的时序。典型的MPIC初始化序列包含以下步骤：

1. 全局复位与配置： 写入全局配置寄存器（GCR），设置处理器模式（混合/直通）、时序参数，并清除所有挂起中断。
2. 处理器初始化寄存器配置： 为每个CPU核配置处理器初始化寄存器（PIR），设置当前CPU的中断向量基址和任务优先级阈值。
3. 中断源配置： 遍历所有外部中断源，写入中断源配置寄存器（ISR），设置向量号、优先级（0-15）、触发方式（边沿/电平）和极性。
4. 中断分发配置： 配置中断分发寄存器（IDR），将每个中断源绑定到目标CPU，并设置分发模式（轮询/固定）。
5. 全局使能： 设置全局使能位（GCR[GIE]），允许中断控制器向CPU转发中断信号。

4.3 中断使能操作

中断使能操作分为三个层级：中断控制器全局使能、中断源使能、CPU内核中断使能。BSP必须协调这三个层级的使能状态，才能确保中断正常到达CPU。

4.3.1 中断源使能

每个中断源在MPIC中对应一个中断源配置寄存器（ISR）和一个中断掩码寄存器（IMR）。使能操作通过清除IMR中的对应掩码位实现。

/* 中断源使能示例代码 */
STATUS mpicIrqEnable (UINT32 vector)
{
    UINT32 regOffset;
    UINT32 imrValue;

    /* 计算中断源对应的IMR寄存器偏移 */
    regOffset = MPIC_IMR_BASE + (vector / 32) * 4;

    /* 读取当前掩码值 */
    imrValue = sysInReg (pMpicBase + regOffset);

    /* 清除对应位的掩码（使能中断） */
    imrValue &= ~(1 << (vector % 32));

    /* 写回寄存器 */
    sysOutReg (pMpicBase + regOffset, imrValue);

    return OK;
}

4.3.2 CPU内核中断使能

在PowerPC架构中，CPU内核中断使能通过操作MSR（Machine State Register）的EE位实现。VxWorks提供intLock/intUnlock宏来管理CPU级中断使能。

4.4 中断向量表与中断服务例程注册

中断使能的最后一步是将中断向量与中断服务例程（ISR）关联。VxWorks使用intConnect函数将中断向量号与ISR绑定，并设置中断栈。

/* 中断服务例程注册示例 */
VOID myIsr (void)
{
    /* 中断处理逻辑 */
    /* ... */
}

STATUS sysIntInit (void)
{
    /* 注册中断服务例程 */
    if (intConnect (INUM_TO_IVEC (INT_VEC_TIMER), myIsr, 0) != OK)
    {
        return ERROR;
    }

    /* 使能中断源 */
    mpicIrqEnable (INT_VEC_TIMER);

    return OK;
}

4.5 中断控制器初始化代码框架

以下是一个完整的MPIC初始化代码框架，展示了寄存器映射、初始化序列和使能操作的整合：

/* MPIC初始化完整框架 */
LOCAL UINT32 *pMpicBase = NULL;

STATUS sysMpicInit (void)
{
    /* 1. 寄存器映射 */
    pMpicBase = (UINT32 *)sysMmuMap (MPIC_PHYS_BASE, MPIC_SIZE,
                                     MMU_ATTR_NON_CACHE);
    if (pMpicBase == NULL)
    {
        return ERROR;
    }

    /* 2. 全局复位 */
    sysOutReg (pMpicBase + MPIC_GCR, MPIC_GCR_RESET);
    while (sysInReg (pMpicBase + MPIC_GCR) & MPIC_GCR_RESET)
    {
        /* 等待复位完成 */
    }

    /* 3. 配置全局模式 */
    sysOutReg (pMpicBase + MPIC_GCR, MPIC_GCR_MIXED_MODE);

    /* 4. 配置处理器初始化寄存器 */
    sysOutReg (pMpicBase + MPIC_PIR(cpuIndex),
               (VEC_BASE << 16) | TASK_PRIORITY_DEFAULT);

    /* 5. 配置所有中断源 */
    for (int i = 0; i < NUM_INT_SOURCES; i++)
    {
        sysOutReg (pMpicBase + MPIC_ISR(i),
                   (intSourceCfg[i].vector << 16) |
                   (intSourceCfg[i].priority << 8) |
                   intSourceCfg[i].trigger);
    }

    /* 6. 配置中断分发 */
    for (int i = 0; i < NUM_INT_SOURCES; i++)
    {
        sysOutReg (pMpicBase + MPIC_IDR(i), intSourceCfg[i].targetCpu);
    }

    /* 7. 全局使能 */
    sysOutReg (pMpicBase + MPIC_GCR,
               sysInReg (pMpicBase + MPIC_GCR) | MPIC_GCR_GIE);

    return OK;
}