如何让RP2040的中断正常工作？ARM汇编中断循环问题求助

问题描述 #

作为硬件开发新手，我尝试用ARM汇编实现RP2040的GPIO中断功能，但触发中断后会持续进入中断循环无法退出，推测是未正确清除中断标志，排查一周仍无进展，相关代码如下：

#include "hardware/regs/addressmap.h"
#include "hardware/regs/io_bank0.h"
#include "hardware/regs/timer.h"
#include "hardware/regs/m0plus.h"
  
  
  .syntax unified
  .cpu cortex-m0plus
  .thumb
  .global main_asm
  .align 4


  .equ GPIO_BTN_MSK, 0x00040000
  .equ GPIO_BTN, 20

  .equ GPIO_LED, 25

  .equ GPIO_DIR_IN, 0
  .equ GPIO_DIR_OUT, 1

  .equ GPIO_ISR_OFFSET, 0x74



main_asm:
  bl install_btns
  bl install_gpio_isr
  bl install_leds

loop:
  bl btn_released
  b loop


install_btns:
  push {lr}

  movs r0, #GPIO_BTN
  bl asm_gpio_set_irq
  movs r0, #GPIO_BTN
  movs r1, #GPIO_DIR_IN
  bl asm_gpio_set_dir

  pop {pc}


install_leds:
  push {lr}

  movs r0, GPIO_LED 
  bl asm_gpio_init
  movs r0, #GPIO_LED
  movs r1, #GPIO_DIR_OUT
  bl asm_gpio_set_dir

  pop {pc}



install_gpio_isr:

  ldr r2, =(PPB_BASE + M0PLUS_VTOR_OFFSET)
  ldr r1, [r2]
  ldr r2, =GPIO_ISR_OFFSET
  add r2, r1
  ldr r0, =gpio_isr

  str r0, [r2]

  ldr r0, =0x1
  lsls r0, #13
  ldr r1, =(PPB_BASE + M0PLUS_NVIC_ICPR_OFFSET)
  str r0, [r1]

  ldr r1, =(PPB_BASE + M0PLUS_NVIC_ISER_OFFSET)
  str r0, [r1]

  bx lr



.thumb_func
gpio_isr:
  push {lr}

  ldr r2, =(IO_BANK0_BASE + IO_BANK0_PROC0_INTS2_OFFSET)
  ldr r1, [r2]
  ldr r3, =GPIO_BTN_MSK
  ands r1, r3
  cmp r1, r3
  bne not_btn
btn:
  bl btn_pushed 
  b end_interrupt
not_btn:
  Bl btn_released

end_interrupt:
  
  ldr r0, =0x1
  lsls r0, #20  
  ldr r1, =(IO_BANK0_BASE + IO_BANK0_INTR2_OFFSET)
  str r0, [r1] 

  pop {pc}

.align 4

.data

问题分析与修复 #

核心问题是中断标志位的掩码定义和清除操作完全错误，另外需辅助检查中断触发配置：

1. 修正中断状态掩码定义 #

RP2040的IO_BANK0_PROC0_INTS2寄存器对应GPIO16~23的中断状态，其中GPIO16对应寄存器的位0，GPIO17对应位1，以此类推，GPIO20对应位4。当前定义的GPIO_BTN_MSK = 0x00040000是位18，完全不匹配，正确定义应为：

.equ GPIO_BTN_MSK, 0x10  @ 1 << 4，对应GPIO20在PROC0_INTS2中的位

2. 修正中断标志清除操作 #

清除RP2040 GPIO中断时，需向IO_BANK0_INTR2寄存器的对应位写1（写1清除）。GPIO20对应该寄存器的位4，而非位20，因此中断处理函数中的清除代码要修改：

end_interrupt:
  ldr r0, =0x1
  lsls r0, #4  @ 对应GPIO20在INTR2中的位4
  ldr r1, =(IO_BANK0_BASE + IO_BANK0_INTR2_OFFSET)
  str r0, [r1] 

  pop {pc}

3. 检查中断触发方式配置 #

确认asm_gpio_set_irq函数是否正确配置了GPIO20的中断触发条件：

• 如果配置为电平触发，若按键持续处于触发电平（比如按键按下未松开），中断会反复触发
• 建议配置为边沿触发（上升沿/下降沿），避免电平触发导致的重复中断

修复后的核心代码片段 #

调整后的关键定义和中断处理函数：

.equ GPIO_BTN_MSK, 0x10  @ 修正GPIO20的中断状态掩码

...

.thumb_func
gpio_isr:
  push {lr}

  ldr r2, =(IO_BANK0_BASE + IO_BANK0_PROC0_INTS2_OFFSET)
  ldr r1, [r2]
  ldr r3, =GPIO_BTN_MSK
  ands r1, r3
  cmp r1, r3
  bne not_btn
btn:
  bl btn_pushed 
  b end_interrupt
not_btn:
  bl btn_released

end_interrupt:
  ldr r0, =0x1
  lsls r0, #4  @ 修正中断标志清除的位偏移
  ldr r1, =(IO_BANK0_BASE + IO_BANK0_INTR2_OFFSET)
  str r0, [r1] 

  pop {pc}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Oliver Mitchell