Exynos4412 中断驱动开发（三）—— 设备树中中断节点的创建

提到中断就必须了解到GIC，下面先了解一下GIC

一、GIC概念

GIC（Generic Interrupt Controller）是ARM公司提供的一个通用的中断控制器。GIC通过AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）这样的片上总线连接到一个或者多个ARM processor上。

下面是Exynos4412-fs4412 开发板(内核版本为 Linux 3.14)的中断源连线：

二、设备树中中断如何工作

与遵循树的自然结构而进行的地址转换不同，机器上的任何设备都可以发起和终止中断信号。另外地址的编址也不同于中断信号，前者是设备树的自然表示，而后者者表现为独立于设备树结构的节点之间的链接。描述中断连接需要四个属性：

■ interrupt-controller - 一个空的属性定义该节点作为一个接收中断信号的设备。

■ #interrupt-cells - 这是一个中断控制器节点的属性。它声明了该中断控制器的中断指示符中 cell 的个数（类似于 #address-cells 和 #size-cells）。

■ interrupt-parent - 这是一个设备节点的属性，包含一个指向该设备连接的中断控制器的 phandle。那些没有 interrupt-parent 的节点则从它们的父节点中继承该属性。

■ interrupts - 一个设备节点属性，包含一个中断指示符的列表，对应于该设备上的每个中断输出信号。

中断指示符是一个或多个 cell 的数据（由 #interrupt-cells 指定），这些数据指定了该设备连接至哪些输入中断。在以下的例子中，大部分设备都只有一个输出中断，但也有可能在一个设备上有多个输出中断。一个中断指示符的意义完全取决于与中断控制器设备的 binding。每个中断控制器可以决定使用几个 cell 来唯一的定义一个输入中断。

下面的代码为我们 Coyote's Revenge 模型机添加了中断连接：

[cpp] view plaincopy

/ {
compatible = "acme,coyotes-revenge";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
interrupt-parent = <&intc>;
cpus {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
cpu@0 {
compatible = "arm,cortex-a9";
reg = <0>;
};
cpu@1 {
compatible = "arm,cortex-a9";
reg = <1>;
};
};
serial@101f0000 {
compatible = "arm,pl011";
reg = <0x101f0000 0x1000 >;
interrupts = < 1 0 >;
};
serial@101f2000 {
compatible = "arm,pl011";
reg = <0x101f2000 0x1000 >;
interrupts = < 2 0 >;
};
gpio@101f3000 {
compatible = "arm,pl061";
reg = <0x101f3000 0x1000
0x101f4000 0x0010>;
interrupts = < 3 0 >;
};
intc: interrupt-controller@10140000 {
compatible = "arm,pl190";
reg = <0x10140000 0x1000 >;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
spi@10115000 {
compatible = "arm,pl022";
reg = <0x10115000 0x1000 >;
interrupts = < 4 0 >;
};
external-bus {
#address-cells = <2>
#size-cells = <1>;
ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1, Ethernet
1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller
2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash
ethernet@0,0 {
compatible = "smc,smc91c111";
reg = <0 0 0x1000>;
interrupts = < 5 2 >;
};
i2c@1,0 {
compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
reg = <1 0 0x1000>;
interrupts = < 6 2 >;
rtc@58 {
compatible = "maxim,ds1338";
reg = <58>;
interrupts = < 7 3 >;
};
};
flash@2,0 {
compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
reg = <2 0 0x4000000>;
};
};
};

需要注意的事情：

■ 这个机器只有一个中断控制器：interrupt-controller@10140000。

■ 中断控制器节点上添加了‘inc:’标签，该标签用于给根节点的 interrupt-parent 属性分配一个 phandle。这个 interrupt-parent 将成为本系统的默认值，因为所有的子节点都将继承它，除非显示覆写这个属性。

■ 每个设备使用 interrupts 属性来不同的中断输入线。

■ #interrupt-cells 是 2，所以每个中断指示符都有 2 个 cell。本例使用一种通用的模式，也就是用第一个 cell 来编码中断线号；然后用第二个 cell 编码标志位，比如高电平/低电平有效，或者边缘/水平触发。对于任何给定的中断控制器，请参考该控制器的 binding 文档以了解指示符如何编码。

三、GIC DTS描述

1、中断系统概述

对于中断系统，主要有三个角色：

（1）processor：主要用于处理中断；

（2）Interrupt Generating Device：通过硬件的interrupt line表明自身需要处理器的进一步处理（例如有数据到来、异常状态等）

（3）interrupt controller：负责收集各个外设的异步事件，用有序、可控的方式通知一个或者多个processor。

2、DTS如何描述Interrupt Generating Device

对于Interrupt Generating Device，我们需要定义下面两个属性：

（1） Interrupt属性：该属性主要描述了中断的HW interrupt ID以及类型。

（2）interrupt-parent 属性：该属性主要描述了该设备的interrupt request line连接到哪一个interrupt controller。

我们以一个简单的串口为例子，

uart3: serial@48020000 {
compatible = "ti,omap4-uart";
reg = <0x48020000 0x100="">;
interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
ti,hwmods = "uart3";
clock-frequency = <48000000>;
};

对于uart3，interrupts属性用3个cell（对于device tree，cell是指由32bit组成的一个信息单位）表示。GIC_SPI 描述了interrupt type。

对于GIC，它可以管理4种类型的中断：

1）外设中断（Peripheral interrupt）

根据目标CPU的不同，外设的中断可以分成PPI（Private Peripheral Interrupt）和SPI（Shared Peripheral Interrupt）。PPI只能分配给一个确定的processor，而SPI可以由Distributor将中断分配给一组Processor中的一个进行处理。外设类型的中断一般通过一个interrupt request line的硬件信号线连接到中断控制器，可能是电平触发的（Level-sensitive），也可能是边缘触发的（Edge-triggered）。

2）软件触发的中断（SGI，Software-generated interrupt）

软件可以通过写GICD_SGIR寄存器来触发一个中断事件，这样的中断，可以用于processor之间的通信。

3）虚拟中断（Virtual interrupt）和Maintenance interrupt。

这两种中断和本文无关，不再赘述。

在DTS中，外设的interrupt type有两种，一种是SPI，另外一种是PPI。SGI用于processor之间的通信，和外设无关。 uart3的interrupt属性中的74表示该外设使用的GIC interrupt ID号。GIC最大支持1020个HW interrupt ID，具体的ID分配情况如下：1）ID0~ID31是用于分发到一个特定的process的interrupt。标识这些interrupt不能仅仅依靠ID，因为各个interrupt source都用同样的ID0~ID31来标识，因此识别这些interrupt需要interrupt ID ＋ CPU interface number。ID0~ID15用于SGI，ID16~ID31用于PPI。PPI类型的中断会送到指定的process上，和其他的process无关。SGI是通过写GICD_SGIR寄存器而触发的中断。Distributor通过processor source ID、中断ID和target processor ID来唯一识别一个SGI。2）ID32~ID1019用于SPI。uart3的interrupt属性中的IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH用来描述触发类型。

3、DTS如何描述GIC

linux-3.14\arch\arm\boot\dts\exynos4412.dtsi文件中

[java] view plaincopy

#include "exynos4x12.dtsi"
/{
compatible = "samsung,exynos4412";
gic: interrupt-controller@10490000 {
cpu-offset = <0x4000>;
};
interrupt-controller@10440000 {
samsung,combiner-nr = <20>;
interrupts = <0 0 0>, <0 1 0>, <0 2 0>, <0 3 0>,
<0 4 0>, <0 5 0>, <0 6 0>, <0 7 0>,
<0 8 0>, <0 9 0>, <0 10 0>, <0 11 0>,
<0 12 0>, <0 13 0>, <0 14 0>, <0 15 0>,
<0 107 0>, <0 108 0>, <0 48 0>, <0 42 0>;
};
};

a -- compatible属性

compatible属性用来描述GIC的programming model。该属性的值是string list，定义了一系列的modle（每个string是一个model）。这些字符串列表被操作系统用来选择用哪一个driver来驱动该设备。

假设定义该属性：compatible = “a厂商，p产品”, “标准bbb类型设备”。那么linux kernel可能首先使用“a厂商，p产品”来匹配适合的driver，如果没有匹配到，那么使用字符串“标准bbb类型设备”来继续寻找适合的driver。

compatible属性有两个应用场景：

1）对于root node，compatible属性是用来匹配machine type的（参考Device Tree相关文档）

2）对于普通的HW block的节点，例如interrupt-controller，compatible属性是用来匹配适合的driver的。

b -- interrupt-controller

interrupt-controller这个没有定义value的属性用来表明本设备节点就是一个interrupt controller。理解#interrupt-cells这个属性需要理解interrupt specifier和interrupt domain这两个概念。interrupt specifier其实就是外设interrupt的属性值，对于uart3而言，其interrupt specifier就是<GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>，也就是说，interrupt specifier定义了一个外设产生中断的规格（HW interrupt ID ＋ interrupt type）。

具体如何解析interrupt specifier？这个需要限定在一定的上下文中，不同的interrupt controller会有不同的解释。因此，对于一个包含多个interrupt controller的系统，每个interrupt controller及其相连的外设组成一个interrupt domain，各个外设的interrupt specifier只能在属于它的那个interrupt domain中得到解析。#interrupt-cells定义了在该interrupt domain中，用多少个cell来描述一个外设的interrupt specifier。

c -- reg

reg属性定义了GIC的memory map的地址.

三、GIC的HW block diagram描述

1、Distributor

Distributor的主要的作用是检测各个interrupt source的状态，控制各个interrupt source的行为，分发各个interrupt source产生的中断事件到各个processor。

Distributor对中断的控制包括：

1）中断enable或者disable的控制。Distributor对中断的控制分成两个级别。一个是全局中断的控制。一旦disable了全局的中断，那么任何的interrupt source产生的interrupt event都不会被传递到CPU interface。另外一个级别是对针对各个interrupt source进行控制，disable某一个interrupt source会导致该interrupt event不会分发到CPU interface，但不影响其他interrupt source产生interrupt event的分发。

2）控制中断事件分发到process。一个interrupt事件可以分发给一个process，也可以分发给若干个process。

3）优先级控制。

4）interrupt属性设定。例如是level-sensitive还是edge-triggered，是属于group 0还是group 1。

Distributor可以管理若干个interrupt source，这些interrupt source用ID来标识，我们称之interrupt ID。

2、CPU interface

CPU interface这个block主要用于和process进行接口。该block的主要功能包括：

1）enable或者disable

对于ARM，CPU interface block和process之间的中断信号线是nIRQ和nFIQ这两个signal。如果disable了中断，那么即便是Distributor分发了一个中断事件到CPU interface，但是也不会assert指定的nIRQ或者nFIQ通知processor。

2）ackowledging中断

processor会向CPU interface block应答中断，中断一旦被应答，Distributor就会把该中断的状态从pending状态修改成active。如果没有后续pending的中断，那么CPU interface就会deassert nIRQ或者nFIQ的signal。如果在这个过程中又产生了新的中断，那么Distributor就会把该中断的状态从pending状态修改成pending and active。这时候，CPU interface仍然会保持nIRQ或者nFIQ信号的asserted状态，也就是向processor signal下一个中断。

3）中断处理完毕的通知

当interrupt handler处理完了一个中断的时候，会向写CPU interface的寄存器从而通知GIC CPU已经处理完该中断。做这个动作一方面是通知Distributor将中断状态修改为deactive，另外一方面，如果一个中断没有完成处理，那么后续比该中断优先级低的中断不会assert到processor。一旦标记中断处理完成，被block掉的那些比当前优先级低的中断就会递交给processor。

4）设定priority mask

通过priority mask，可以mask掉一些优先级比较低的中断，这些中断不会通知到CPU。

5）设定preemption的策略

6）在多个中断事件同时到来的时候，选择一个优先级最高的通知processor

四、本次按键中断节点填写

1、查看原理图

2、可以看到中断 EINT9 EINT10 挂在GPX1下 1 2

3、查看中断号

4、确定其父节点

5、确定中断节点

[java] view plaincopy

fs4412-key{
compatible = "fs4412,key";
interrupt-parent = <&gpx1>;
interrupts = <1 2>,<2 2>;
};

Exynos4412 中断驱动开发（三）—— 设备树中中断节点的创建相关推荐

Exynos4412 中断驱动开发（一）—— 中断基础及中断的注册过程
一.中断基础概念所谓中断,指CPU在执行程序的过程中,出现了某些突发事件即待处理,CPU必须暂停当前的程序.转去处理突发事件,处理完毕后CPU又返回原程序被中断的位置并继续执行. 1.中断分类 a ...
Exynos4412 中断驱动开发（二）—— 中断处理流程分析
前面已经学习了中断的注册过程,下面由一张流程图来看一下当中断发生时的处理流程: 中断发生之后处理流程 a -- 具体的CPU architecture相关模块进行现场保护,然后调用machine dr ...
Exynos4412 中断驱动开发相关问题总结
1.Linux 中如何标识一个外部中断? 在linux kernel中,我们使用下面两个ID来标识一个来自外设的中断: a -- IRQ number CPU需要为每一个外设中断编号,我们称之IRQ ...
边缘计算开源框架EdgeXFoundry的部署应用开发(三)设备服务开发
边缘计算开源框架EdgeXFoundry的部署应用开发(三)设备服务开发使用SDK开发真实设备接入服务着手编写一个温湿度设备接入准备相关文件及目录脚本可选,用于单文件编译测试编写温湿度设备接 ...
uboot命令实践:fdt系列命令实践和在编程设备树中添加节点
前言 uboot启动后,会将设备树传递给内核,本文将学习uboot中的设备树相关的命令的使用,最后将想通过实现一个命令,向设备树添加和者修改自定义的节点. 一 fdt命令族 fdt命令族概览 => ...
linux 设备树 usb控制器,linux 设备树中 dwc3 节点的phys参数含义
找了好久今天找到了,记录一下: &dwc3_0 { ... phys = ; ... } Required properties (port (child) nodes): lane0: - ...
linux内核模块编程(六)----字符设备驱动中断开发
先给自己打个广告,本人的微信公众号正式上线了,搜索:张笑生的地盘,主要关注嵌入式软件开发,足球等等,希望大家多多关注,有问题可以直接留言给我,一定尽心尽力回答大家的问题一 why 字符设备驱动在我们 ...
linux 设备树及节点引用
1.ARM Linux社区为什么要引入设备树 Linux之父Linus Torvalds闲来无事,在翻看ARM Linux代码的时候,有一天终于忍不住了.他在2011年3月17日的ARM Linux邮 ...
Linux下设备树中常用的of操作函数举例
文章目录前言一.在设备树中添加自定义节点二.用到的of函数简介 1.用到的结构体 2.各of函数介绍 1>.of_find_node_by_path 2>.of_find_prope ...

Exynos4412 中断驱动开发（三）—— 设备树中中断节点的创建

Exynos4412 中断驱动开发（三）—— 设备树中中断节点的创建相关推荐

最新文章

热门文章