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前言：
什么是arch timer? 什么是apb timer？ 什么generic timer？
自己悟去吧😁😁😁😁

文章目錄

• • • • • 1 簡介
      • 2、什么是通用定時器？
      • 3、processor中有哪些timer？
      • • 3.1、計數和頻率
        • 3.2. Timer寄存器
        • • 3.2.1 訪問timer
        • 3.3、配置一個timer
        • 3.4、中斷
        • 3.5、Timer virtualization

1 簡介

下圖展示了一個使用通用定時器作為系統定時器的片上系統示例。 在這個圖中：

• 定義了多處理器塊中各個 PE 的體系結構。
• ARM 通用中斷控制器架構規范定義了中斷控制器的可能架構。
• 通用計時器功能分布在多個組件中。

2、什么是通用定時器？

通用定時器為 Arm 內核提供了一個標準化的定時器框架。通用定時器包括一個System Counter和一組per-core timer，如下圖所示：

系統計數器是一個永遠在線的設備，它提供一個固定頻率遞增的系統計數。系統計數值被廣播到系統中的所有核心，讓核心共同了解時間的流逝。系統計數值的寬度在 56 位到 64 位之間，頻率通常在 1MHz 到 50MHz 的范圍內。

注意：通用計時器僅測量時間的流逝。它不報告時間或日期。通常，SoC 還包含用于時間和日期的實時時鐘 (RTC)。

每個內核都有一組定時器。這些定時器是比較器，與系統計數器提供的廣播系統計數進行比較。軟件可以配置定時器以在未來在設定點產生中斷或事件。軟件還可以使用系統計數來添加時間戳，因為系統計數為所有內核提供了一個共同的參考點。

在本文中，我們將解釋定時器和系統計數器的操作和配置。

3、processor中有哪些timer？

內核提供的定時器數量取決于實現了哪些擴展，如下表所示：

3.1、計數和頻率

CNTPCT_EL0 系統寄存器報告當前系統計數值。

可以推測性地讀取 CNTPCT_EL0。 這意味著它們可以在程序流程中被亂序讀取。 這在某些情況下可能很重要，例如比較時間戳。 當計數器讀取的順序很重要時，可以使用 ISB，如以下代碼所示：

loop: // Polling for some communication to indicate a requirement to read // the timer LDR X1, [X2] CBZ x1, loop ISB // Without this, the CNTPCT could be read before the memory location in // [X2] has had the value 0 written to it MRS X1, CNTPCT_EL0

CNTFRQ_EL0 報告系統計數的頻率。 但是，該寄存器不是由硬件填充的。 該寄存器在實現的最高異常級別下是可寫的，在所有異常級別下都是可讀的。 固件，通常在 EL3 上運行，填充此寄存器作為早期系統初始化的一部分。 更高級別的軟件，如操作系統，然后可以使用寄存器來獲取頻率。

3.2. Timer寄存器

每個定時器都有以下三個系統寄存器：

在寄存器名稱中， 標識正在訪問的定時器，它是前綴，下表顯示了可能的值：

例如，CNTP_CVAL_EL0 是 EL1 物理定時器的比較器寄存器。
思考:EL3 物理定時器和非安全 EL2 虛擬定時器的控制寄存器的名稱是什么？

3.2.1 訪問timer

對于某些定時器，可以配置哪些異常級別可以訪問定時器：
? EL1 Physical and Virtual Timers
EL0 access to these timers is controlled by CNTKCTL_EL1.
? EL2 Physical and Virtual Timers
When HCR_EL2.{TGE,E2H}=={1,1}, EL0 access to these timers is controlled by CNTKCTL_EL2：. These timers were added as part of the support for the Armv8.1-A Virtualization Host Extension, which is beyond the scope of this
guide
? EL3 physical timer
S.EL1 and S.EL2 access to this timer is controlled by SCR_EL3.ST.

3.3、配置一個timer

使用timer有兩種方式：

• 使用CVAL, CVAL是64位的寄存器;
  Timer Condition Met: CVAL <= System Count
• 使用TVAL, TVAL是32位的寄存器， TVAL隨著system conter值的增加而減小.
  CVAL = TVAL + System Counter
  Timer Condition Met: CVAL <= System Count

3.4、中斷

timer產生的中斷，只可以routing到當前core

timer中斷的控制，在CTL寄存器中
? ENABLE – Enables the timer.
? IMASK – Interrupt mask. Enables or disables interrupt generation.
? ISTATUS – When ENABLE==1, reports whether the timer is firing (CVAL <= System Count).
Must set ENABLE to 1 and clear IMASK to 0

The interrupt ID (INTID)由SBSA文檔定義推薦的值， 注：Server Base System Architecture (SBSA)

中斷產生之后，會持續輸出中斷，直到如下條件發生:
? IMASK is set to one, which masks the interrupt.
? ENABLE is cleared to 0, which disables the timer.
? TVAL or CVAL is written, so that firing condition is no longer met.

所以在產生一個timer中斷后，軟件需要在該中斷變為deactivating之前，清除該中斷。

3.5、Timer virtualization

Virtual Count = Physical Count -
CNTVOFF_EL2配置offset，CNTVOFF_EL2只可以在EL3或EL2中訪問

如果EL2沒有使用，那么offset為0,此時虛擬counter和物理conter值相等

總結

以上是生活随笔為你收集整理的12-Generic Timer的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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