【AS32X601驱动系列教程】PLIC_中断应用详解

平台中断控制器（Platform Level Interrupt Controller，PLIC）是国科安芯AS32系列MCU芯片的中断控制器，主要对中断源进行采样，优先级仲裁和分发。各外设中断统一连到PLIC，PLIC统一管理并输出中断请求到内核。

硬件设计

本节硬件同USART章节一致。

软件设计

代码分析

在之前的按键章节我们已经对AS32的中断进行了简单实用，本节将用串口的接收中断实验进一步加深一下使用过程。

回顾之前的启动文件章节，有如下一段代码：

在RISCV指令集中，在机器模式下中断相关的寄存器有MSTATUS、MIE和MTVEC，其中前两个寄存器控制系统中断使能，具体内容颗翻看启动文件讲解，MTVEC用于保存中断入口地址，当中断发生时，程序指针会自动跳转到TrapEntry地址处开始执行，该段代码位于as32x601_trapentry.S文件中，用汇编文件编写，在这个函数下，我们会将RISCV内核所有相关寄存器，包括PC指针等全部进行保存，然后调用中断入口处理函数，完成后恢复现场寄存器值，从而实现中断功能。

中断处理函数位于as32x601_plic.c文件中，我们找到如下函数：

1. /*
2.  * Function:        PLIC_TrapHandler
3.  * Description:     Interrupt handler type selection.
4.  * Param:           Mcause: determine the type of exception or interrupt based on the value of the mcause register.
5.  * Return:          None
6.  */
7. void PLIC_TrapHandler(uint32_t Mcause)
8. {
9.     /* Initializes the external interrupt structure */
10.     PLIC_EXTITypeDef ExtInt = {{0}, 0};
12.     if((Mcause & 0x80000000) != 0)
13.     {
14.         switch (Mcause & 0x0fff) 
15.         {
16.             case 3: /* Machine software interrupt */
17.                 MSoftWare_IRQ_Handler();
18.                 break;
19.             case 7: /* Machine timer interrupt */
20.                 MTimer_IRQ_Handler();
21.                 break;
22.             case 11: /* Machine external interrupt */
23.                 PLIC_SwitchMEXTI(&ExtInt);
24.                 break;
25.             default:
26.                 break;
27.         }
28.     }
29.     else
30.     {
31.         switch (Mcause & 0xfff) 
32.         {   
33.             case 0: /* Instruction address misaligned */
34.                 InstAddrMisalign_Handler();
35.                 break;
36.             case 1: /* Instruction access fault */
37.                 InstAccessFault_Handler();
38.                 break;
39.             case 2: /* Illegal instruction */
40.                 IllegalInst_Handler();
41.                 break;
42.             case 3: /* Breakpoint */
43.                 Breakpoint_Handler();
44.                 break;
45.             case 4: /* Load address misaligned */
46.                 LoadAddrMisalign_Handler();
47.                 break;
48.             case 5: /* Load access fault */
49.                 LoadAccessFault_Handler();
50.                 break;
51.             case 6: /* Store/AMO address misaligned */
52.                 StoreAMOAddrMisalign_Handler();
53.                 break;
54.             case 7: /* Store/AMO access fault */
55.                 StoreAMOAccessFault_Handler();
56.                 break;
57.             case 11: /* Environment call from M-mode */
58.                 ECall_Handler();
59.                 break;
60.             case 12: /* Instruction page fault */
61.                 InstPageFault_Handler();
62.                 break;
63.             case 13: /* Load page fault */
64.                 LoadPageFault_Handler();
65.                 break;
66.             case 15: /* Store/AMO page fault */
67.                 StoreAMOPageFalut_Handler();
68.                 break;
69.             default:
70.                 break;
71.         }
72.     }
73. }

在这个函数中，系统中断首先会读取MCAUSE寄存器的最高位，如果最高位为0，代表此事件为异常，RISCV定义了此类型，具体可直接查看MCAUSE寄存器定义；如果最高位为1，证明此事件为系统中断，此时可根据低位去选择处理的中断类型。

AS32除了系统定时中断和软件中断外，plic定义了64个plic中断，之前的的异常和中断均为向量类型，但进入plic中断后即为非向量模式，但可以软件支持嵌套，64个中断类型均已经在此文件中定义，所有定义均为弱函数，因此可以复制中断处理函数名写在自定义位置。接下来以串口中断为例介绍用法：

复制之前的usart工程，在print.c中修改初始化代码如下：

1. /*
2.  * Function:        User_Print_Init
3.  * Description:     Configure Print USART.
4.  * Param:           BaudRate: USART communication baud rate.                 
5.  * Return:          None.
6.  */
7. void User_Print_Init(uint32_t BaudRate)
8. {
9.     USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
10.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
11.     PLIC_InitTypeDef PLIC_InitStructure;
12.     
13.     GPIOD_CLK_ENABLE();
14.     USART0_CLK_ENABLE();
15.         
16.     /* Set GPIO multiplex mapping */
17.     GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_USART0);       /* USART0_TX */
18.     GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART0);       /* USART0_RX */
19.     /* GPIO Configure */
20.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin       = GPIO_Pin_8;             
21.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode      = GPIO_Mode_OUT;
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_OType     = GPIO_Out_PP;
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_OStrength = GPIO_OStrength_4_5mA;
24.     GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin       = GPIO_Pin_9;             
26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode      = GPIO_Mode_IN;
27.     GPIO_InitStructure.GPIO_IType     = GPIO_IN_FLOATING;
28.     GPIO_InitStructure.GPIO_OStrength = GPIO_OStrength_4_5mA;
29.     GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
31.     USART_DeInit(USART0);
33.     USART_StructInit(&USART_InitStructure);
35.     /* Initializes the USART0 */
36.     USART_InitStructure.USART_BaudRate     = BaudRate;
37.     USART_InitStructure.USART_WordLength   = USART_WordLength_8b;
38.     USART_InitStructure.USART_StopBits     = USART_StopBits_1;
39.     USART_InitStructure.USART_Parity       = USART_Parity_No;
40.     USART_InitStructure.USART_Mode         = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
41.     USART_InitStructure.USART_OverSampling = USART_OverSampling_16;
42.     USART_Init(USART0, &USART_InitStructure);
44.     USART_Cmd(USART0, ENABLE);
45.     
46.     USART_ITConfig(USART0, USART_IT_RXNE, ENABLE);
47.     
48.      /* Configer the USART0 interrupt */
49.     PLIC_InitStructure.PLIC_IRQChannel = USART0_IRQn;
50.     PLIC_InitStructure.PLIC_IRQPriority = 1;
51.     PLIC_InitStructure.PLIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
52.     PLIC_Init(&PLIC_InitStructure);
53. }
55. /*
56.  * Function:        USART0_IRQ_Handler
57.  * Description:     USART0 interrupt handler function.
58.  * Param:           None.                 
59.  * Return:          None.
60.  */
62. void USART0_IRQ_Handler()
63. {
64.     
65.     if(USART_GetFlagStatus(USART0, USART_FLAG_RXNE) != RESET)
66.     {
67.         /* Clear the interrupt pending bits */
68.         USART_SendData(USART0,USART_ReceiveData(USART0));
69.     }
70. }

在这个代码中，44行之前和串口章节完全一样，不再重复进行说明。第46行，调用串口的中断使能函数，使能串口接收中断，该处形参中的中断类型已经定义好，可以自行查询，之后需要开启PLIC的中断通道以及优先级配置，之后调用PLIC_Init函数进行初始化。

接下来，需要重写中断处理函数，该函数名已经在PLIC库文件中定义完成，直接复制过来即可，在这个函数中首先判断终端的来源，之后通过调用发送函数原路径发出，当然这只是一个实验，功能比较简单，实际使用过程中切忌这种用法。

最后主函数中对上述代码只需要做初始化即可，没有实际逻辑，因此在这不做展示。

下板验证

将上述代码编译烧录完成，连接串口线与上位机，观察现象。

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