无操作系统（no OS）环境下实现按键中断驱动 LED/蜂鸣器响应的底层系统初始化与中断处理流程。
| 特征 | 说明 |
|---|---|
| 架构 | ARMv7-A（32 位），使用cpsid i、mcr p15,...、VBAR、GIC等关键词明确指向 Cortex-A 系列（如 NXP i.MX6ULL、Raspberry Pi 早期裸机等） |
| 运行环境 | 无操作系统（bare-metal），直接运行在硬件上，从_reset_handler开始执行 |
| 核心功能 | 按键（GPIO）触发中断 → 控制 LED 和蜂鸣器 |
| 中断控制器 | 使用 GIC（Generic Interrupt Controller），这是 Cortex-A 的标准中断控制器 |
| 启动流程 | 手动初始化 CPU 模式、栈、.bss、向量表、GIC、GPIO，完全自主控制启动过程 |
| 代码结构 | 包含汇编（start.s）、C 初始化函数、中断服务例程（ISR）注册机制 |
阶段 0：系统复位 & CPU 初始化
触发条件为上电或复位，入口函数为_reset_handler（位于start.s）。该阶段的主要目的是配置 CPU 基本工作状态，确保系统安全启动。
关键操作
禁用 IRQ 通过cpsid i指令实现，确保 CPU 内部禁止中断。
配置异常向量表基地址（VBAR）通过mcr或__set_VBAR完成，必须在 IRQ 使能前设置。
切换 CPU 模式（如 IRQ 模式cps #0x12和 SYS/用户模式cps #0x1F）。
初始化栈指针为每种 CPU 模式单独设置，例如ldr sp, =0x82000000。
清空.bss段通过循环写 0 实现，避免全局变量包含垃圾值。
注意事项
VBAR 设置必须在 IRQ 使能前完成。
栈指针需为每种模式独立初始化。.bss清零必须正确执行，否则可能导致未定义行为。
阶段 1：系统中断控制器初始化
触发条件为main()或初始化函数调用，主要函数为system_interrupt_init()。
关键操作
通过__set_VBAR(0x87800000)设置异常向量表入口地址。
初始化 GIC 中断控制器：
- 禁止所有中断（
GICD_CTLR = 0）。 - 清除残留中断状态。
- 设置默认优先级阈值。
注意事项
GIC 初始化必须在 IRQ 使能前完成。
VBAR 地址需与_irq_handler入口严格对应。
阶段 2：GPIO（按键）初始化
触发条件为key_init()调用，目的是配置引脚复用、中断触发及注册服务函数。
关键操作
引脚复用通过IOMUXC_SetPinMux()将UART1_CTS_B改为GPIO1_IO18。
电气特性通过IOMUXC_SetPinConfig()设置驱动能力、上拉/下拉等。
配置 GPIO 为输入模式：GPIO1->GDIR &= ~(1<<18)。
设置中断触发方式（如边沿触发）：GPIO1->ICR2 = (3<<4)。
启用 GPIO 内部中断：GPIO1->IMR = (1<<18)。
注册中断服务函数：system_interrupt_register(GPIO1_Combined_16_31_IRQn, key_irq_handler)。
注意事项
GIC 需通过GIC_EnableIRQ()允许中断转发至 CPU。
中断优先级通过GIC_SetPriority()设置，数值越低优先级越高。
阶段 3：按键触发 GPIO 中断
触发条件为用户按下按键，硬件自动检测电平变化并生成中断请求。
关键操作
GPIO 硬件比较采样电平与ICR配置的触发条件（如上升/下降沿）。
中断状态寄存器ISR.bit18置 1，触发组合中断线GPIO1_IO16~31至 GIC。
注意事项ISR为写 1 清零类型，处理完成后需手动清除。IMR必须置 1 以允许中断信号传递。
阶段 4：GIC 转发中断
GIC 判断中断源是否使能，并检查优先级是否允许进入 CPU。
关键操作
GIC 读取ISENABLER确认中断使能状态。
检查IPRIORITYR优先级是否高于 CPU 当前阈值。
拉低 CPU 的 IRQ 引脚信号。
注意事项
未调用GIC_EnableIRQ()将导致 CPU 无法接收中断。
优先级过低或阈值过高可能屏蔽中断。
阶段 5：CPU 进入 IRQ 模式
CPU 检测 IRQ 信号后自动保存现场并跳转至异常向量表。
关键操作
硬件自动完成：
- 保存
SPSR_irq = CPSR。 - 保存
LR_irq = PC+4。 - 切换
CPSR.M为 IRQ 模式。 - 跳转至
VBAR + 0x18（_irq_handler入口）。
注意事项_irq_handler地址必须与 VBAR 设置一致。
IRQ 模式栈需预先初始化。
阶段 6：执行 IRQ 处理函数
处理流程为_irq_handler→system_interrupt_handler()→key_irq_handler()。
关键操作
汇编保存现场：stmfd sp!, {r0-r12, lr}。
通过Vector_table调用key_irq_handler()执行用户逻辑（如 LED 翻转）。
清除 GPIO 中断标志：GPIO1->ISR |= (1 << 18)。
恢复现场并返回：ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^。
注意事项
必须清除ISR标志以避免中断丢失。
保存和恢复现场需完整，防止寄存器污染。
阶段 7：中断处理完成返回
CPU 恢复至触发 IRQ 前的模式，用户程序继续执行。
关键操作
通过ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^恢复CPSR和PC。
注意事项
返回指令需使用^以恢复SPSR。
中断处理函数应避免长时间阻塞。
