c++ - GD32VF103 龙眼纳米中断不起作用

Question

简介:
我买了一块配备GD32VF103 Risc-V MCU的Longan Nano评估板。
我可以运行视频播放器演示，并使用 VS Code、PlatformIO 和 DFU 工具编译和加载工作代码。下面是电路板和演示运行的视频。

https://www.youtube.com/watch?v=84_PzcNiJb4
我想做什么
我正在为机器人比赛 build 一个机器人作为一种爱好。我使用 Microchip 4809 8 位 MCU 作为电机 Controller ，但我在 2KHz 运行 PID Controller 时达到了 MCU 的极限，我还没有添加电流回路。我想升级电机 Controller ，我决定拿起龙眼 Nano，因为它有 LCD 屏幕、超强的 CPU 马力和学习 Risc-V。
https://www.youtube.com/watch?v=1dQMktoiuLg
问题
我可以在轮询中很好地运行 Longan Nano 的外围设备。我真的很努力地让中断工作无济于事。我试图读入轮询中断标志并且它们以这种方式工作，所以我认为它要么是将 ISR 处理程序链接到 Start.s 中的中断 vector 表时的链接器问题，要么是 ECLIC 的配置问题。
这是一个正确运行的轮询示例。红色 LED 以 2Hz 的频率闪烁，按下启动按钮将切换蓝色 LED。

#include <gd32vf103.h>

void init()
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);

    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_1);
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_2);
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_8);

    gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_13);

    gpio_bit_set(GPIOC,GPIO_PIN_13);
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_1);
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_2);

    rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
    
    eclic_init(ECLIC_NUM_INTERRUPTS);
    
    eclic_priority_group_set(ECLIC_PRIGROUP_LEVEL3_PRIO1);
    eclic_irq_enable(EXTI5_9_IRQn, 1, 1);

    exti_deinit();
    gpio_exti_source_select(GPIO_PORT_SOURCE_GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_8);
    exti_init(EXTI_8, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_BOTH);
    
    //Clear interrupt flags
    exti_interrupt_flag_clear(EXTI_8);
    eclic_clear_pending(EXTI5_9_IRQn);
    
    eclic_global_interrupt_enable();    

    return;
}

void EXTI5_9_IRQHandler()
{

}

void delay_us(unsigned int us)
{
    uint64_t start_mtime, delta_mtime;

    // Don't start measuring until we see an mtime tick
    uint64_t tmp = get_timer_value();

    do
    {
        start_mtime = get_timer_value();
    }
    while (start_mtime == tmp);

    do
    {
        delta_mtime = get_timer_value() - start_mtime;
    }
    while(delta_mtime <(SystemCoreClock/4000000.0 *us ));

    return;
}

int main()
{
    init();

    while (true)
    {
        gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOC, GPIO_PIN_13)));
        delay_us(250000);

        //This correctly detects the EXTI8. Only a single acquisition at beginning
        if (exti_interrupt_flag_get(EXTI_8) != RESET)
        {
            gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_1, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_1)));
            exti_interrupt_flag_clear(EXTI_8);
            eclic_clear_pending(EXTI5_9_IRQn);
        }
    }

    return 0;
}

这是一个不起作用的中断示例。我不明白为什么。

#include <gd32vf103.h>

void init()
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
    
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_1);
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_2);
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_8);

    gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_13);
    
    gpio_bit_set(GPIOC,GPIO_PIN_13);
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_1);
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_2);
    
    rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
    
    eclic_init(ECLIC_NUM_INTERRUPTS);
    
    eclic_priority_group_set(ECLIC_PRIGROUP_LEVEL3_PRIO1);
    eclic_irq_enable(EXTI5_9_IRQn, 1, 1);

    exti_deinit();
    gpio_exti_source_select(GPIO_PORT_SOURCE_GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_8);
    exti_init(EXTI_8, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_BOTH);
    
    //Clear interrupt flags
    exti_interrupt_flag_clear(EXTI_8);
    eclic_clear_pending(EXTI5_9_IRQn);
    
    eclic_global_interrupt_enable();    

    return;
}

void exti_5_9_handler( void )
{
    if (exti_interrupt_flag_get(EXTI_8) != RESET)
    {
        exti_interrupt_flag_clear(EXTI_8);
        eclic_clear_pending(EXTI5_9_IRQn);

        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_1, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_1)));
    }
    else
    {
        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_2, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_2)));
    }
    
    return;
}

void EXTI5_9_IRQHandler()
{
    exti_5_9_handler();
}

void delay_us(unsigned int us)
{
    uint64_t start_mtime, delta_mtime;

    // Don't start measuring until we see an mtime tick
    uint64_t tmp = get_timer_value();

    do
    {
        start_mtime = get_timer_value();
    }
    while (start_mtime == tmp);

    do
    {
        delta_mtime = get_timer_value() - start_mtime;
    }
    while(delta_mtime <(SystemCoreClock/4000000.0 *us ));

    return;
}

int main()
{
    init();

    while (true)
    {
        gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOC, GPIO_PIN_13)));
        delay_us(250000);
    }

    return 0;
}

问题
我需要帮助使 Longan Nano GD32VF103 上的中断工作
解决方案
问题是 C++ 编译器认为更改中断处理程序的名称是个好主意，并且 platform.io GD32VF103 工具链依赖于 Start.S 中带有 .weak 符号的中断 vector 表，该表仅正确链接中断处理程序如果它们被称为特殊名称。

#include "riscv_encoding.h"

        .section .init
    
    .weak  eclic_msip_handler
    .weak  eclic_mtip_handler

    ~more interrupt vector table enties~

    .weak  CAN0_EWMC_IRQHandler
    .weak  EXTI5_9_IRQHandler

解决方案是在中断服务程序前使用关键字extern "C"，这样C++编译器就不会乱命名，链接器可以自动使用它在中断 vector 表条目中的地址

#include <gd32vf103.h>
#define EVER (;;)

void init()
{
    //Clock the GPIO banks
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
    //Setup the R, G and B LEDs
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_1);
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_2);
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_8);
    //Setup the boot button
    gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_13);
    //Initialize the LEDs to: OFF
    gpio_bit_set(GPIOC,GPIO_PIN_13);
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_1);
    gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_2);
    
    //Clock the alternate functions
    rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
    
    //Initialize the ECLIC IRQ lines
    eclic_priority_group_set(ECLIC_PRIGROUP_LEVEL3_PRIO1);
    eclic_irq_enable(EXTI5_9_IRQn, 1, 1);

    //Initialize the EXTI. IRQ can be generated from GPIO edge detectors
    gpio_exti_source_select(GPIO_PORT_SOURCE_GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_8);
    exti_init(EXTI_8, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_BOTH);
    
    //Clear interrupt flag. Ensure no spurious execution at start
    exti_interrupt_flag_clear(EXTI_8);
    
    //Enable the interrupts. From now on interrupt handlers can be executed
    eclic_global_interrupt_enable();    

    return;
}

extern "C"
void EXTI5_9_IRQHandler()
{
    //If: interrupt from PA8 boot button
    if (exti_interrupt_flag_get(EXTI_8) != RESET)
    {
        //Clear the interrupt from PA8 boot button
        exti_interrupt_flag_clear(EXTI_8);
        //Toggle the blue led
        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_2, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_2)));
    }
    //Default: interrupt from an unhandled GPIO
    else
    {
        //Do nothing (should clear the interrupt flags)
    }
}

void delay_us(unsigned int us)
{
    uint64_t start_mtime, delta_mtime;
    
    uint64_t tmp = get_timer_value();

    do
    {
        start_mtime = get_timer_value();
    }
    while (start_mtime == tmp);

    do
    {
        delta_mtime = get_timer_value() - start_mtime;
    }
    while(delta_mtime <(SystemCoreClock/4000000.0 *us ));

    return;
}

int main()
{
    init();

    for EVER
    {
        //Toggle the RED LED
        gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, (bit_status)(1-gpio_input_bit_get(GPIOC, GPIO_PIN_13)));
        //2Hz blink
        delay_us(250000);
    }

    return 0;
}

示例运行的视频。启动按钮通过 ISR 切换蓝/绿 LED
https://www.youtube.com/watch?v=f135I4lzgCA
致谢
谢谢您的帮助!让 ISR 工作让我发疯:)

Answer 1

在为嵌入式 ARM 处理器构建代码时，我看到了类似的事情。
在与 C/C++ 的汇编代码互操作时，从 C/C++ 代码调用并在汇编中实现的函数的名称，或从汇编调用并在 C/C++ 中实现的函数的名称必须完全匹配。名称修改使这个过程复杂化。
几乎每个现代编译器都执行名称修改，以便为每个编译成可执行文件的函数创建一个唯一的字符串标识符。它几乎就像是该特定函数的哈希码。
这整个过程是随着 C++ 的出现而引入的，因为 C++ 允许重载函数，而 C 则不允许。当时的开发人员使用名称修改作为代码重用的方法； C 链接器可以处理奇怪的函数名称，但不能处理多个定义，因此所有 C++ 函数都将使用指定函数参数类型和顺序的附加信息进行处理，从而允许 C 链接器创建可执行文件而无需重写代码。
然而，汇编器不执行名称修改，因为这是 C++ 编译器的责任，而不是汇编器或链接器。因此，在程序集中声明或从程序集中引用的函数名称必须由开发人员“预先修改”。
有两种方法可以做到这一点 - 要么我们在程序集中的名称默认被修改(因此对于 GCC，void EXTI5_9_IRQHandler(void) 在程序集中将是 _Z18EXTI5_9_IRQHandlerv)，或者我们禁用该特定函数的名称修改。
在 GCC 和可能的其他编译器下，指定 extern "C"告诉 C++ 编译器该函数不应应用任何名称修饰，因为它是由不理解名称修饰的 C 代码提供的函数。