Exynos4412 中断驱动开发（三）—— 设备树中中断节点的创建
提到中斷就必須了解到GIC，下面先了解一下GIC
一、GIC概念
? ? ? ??GIC（Generic Interrupt Controller）是ARM公司提供的一個通用的中斷控制器。GIC通過AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）這樣的片上總線連接到一個或者多個ARM processor上。
? ? ? ? 下面是Exynos4412-fs4412?開發板(內核版本為 Linux 3.14)的中斷源連線：
二、設備樹中中斷如何工作
? ? ? ?與遵循樹的自然結構而進行的地址轉換不同，機器上的任何設備都可以發起和終止中斷信號。另外地址的編址也不同于中斷信號，前者是設備樹的自然表示，而后者者表現為獨立于設備樹結構的節點之間的鏈接。描述中斷連接需要四個屬性：
?■??interrupt-controller?- 一個空的屬性定義該節點作為一個接收中斷信號的設備。
?■ ?#interrupt-cells?- 這是一個中斷控制器節點的屬性。它聲明了該中斷控制器的中斷指示符中 cell 的個數（類似于 #address-cells 和 #size-cells）。
?■ ?interrupt-parent?- 這是一個設備節點的屬性，包含一個指向該設備連接的中斷控制器的 phandle。那些沒有 interrupt-parent 的節點則從它們的父節點中繼承該屬性。
?■ ?interrupts?- 一個設備節點屬性，包含一個中斷指示符的列表，對應于該設備上的每個中斷輸出信號。
? ? ??中斷指示符是一個或多個 cell 的數據（由 #interrupt-cells 指定），這些數據指定了該設備連接至哪些輸入中斷。在以下的例子中，大部分設備都只有一個輸出中斷，但也有可能在一個設備上有多個輸出中斷。一個中斷指示符的意義完全取決于與中斷控制器設備的 binding。每個中斷控制器可以決定使用幾個 cell 來唯一的定義一個輸入中斷。
下面的代碼為我們 Coyote's Revenge 模型機添加了中斷連接：
[cpp]?view plaincopy
需要注意的事情：
■ 這個機器只有一個中斷控制器：interrupt-controller@10140000。
■ 中斷控制器節點上添加了‘inc:’標簽，該標簽用于給根節點的 interrupt-parent 屬性分配一個 phandle。這個 interrupt-parent 將成為本系統的默認值，因為所有的子節點都將繼承它，除非顯示覆寫這個屬性。
■ 每個設備使用 interrupts 屬性來不同的中斷輸入線。
■ #interrupt-cells 是 2，所以每個中斷指示符都有 2 個 cell。本例使用一種通用的模式，也就是用第一個 cell 來編碼中斷線號；然后用第二個 cell 編碼標志位，比如高電平/低電平有效，或者邊緣/水平觸發。對于任何給定的中斷控制器，請參考該控制器的?binding 文檔以了解指示符如何編碼。
?
三、GIC DTS描述
1、中斷系統概述
? ? 對于中斷系統，主要有三個角色：
（1）processor：主要用于處理中斷；
（2）Interrupt Generating Device：通過硬件的interrupt line表明自身需要處理器的進一步處理（例如有數據到來、異常狀態等）
（3）interrupt controller：負責收集各個外設的異步事件，用有序、可控的方式通知一個或者多個processor。
2、DTS如何描述Interrupt Generating Device
? ? ?對于Interrupt Generating Device，我們需要定義下面兩個屬性：
（1） Interrupt屬性：該屬性主要描述了中斷的HW interrupt ID以及類型。
（2）interrupt-parent 屬性：該屬性主要描述了該設備的interrupt request line連接到哪一個interrupt controller。
我們以一個簡單的串口為例子，
uart3: serial@48020000 {
? ? ? ?compatible = "ti,omap4-uart";
? ? ? ?reg = <0x48020000 0x100="">;
? ? ? ?interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
? ? ? ?ti,hwmods = "uart3";
? ? ? ?clock-frequency = <48000000>;
};
? ? 對于uart3，interrupts屬性用3個cell（對于device tree，cell是指由32bit組成的一個信息單位）表示。GIC_SPI 描述了interrupt type。
對于GIC，它可以管理4種類型的中斷：
1）外設中斷（Peripheral interrupt）
? ? ? ?根據目標CPU的不同，外設的中斷可以分成PPI（Private Peripheral Interrupt）和SPI（Shared Peripheral Interrupt）。PPI只能分配給一個確定的processor，而SPI可以由Distributor將中斷分配給一組Processor中的一個進行處理。外設類型的中斷一般通過一個interrupt request line的硬件信號線連接到中斷控制器，可能是電平觸發的（Level-sensitive），也可能是邊緣觸發的（Edge-triggered）。
2）軟件觸發的中斷（SGI，Software-generated interrupt）
? ? ? ?軟件可以通過寫GICD_SGIR寄存器來觸發一個中斷事件，這樣的中斷，可以用于processor之間的通信。
3）虛擬中斷（Virtual interrupt）和Maintenance interrupt。
? ? ?這兩種中斷和本文無關，不再贅述。
? ? ?在DTS中，外設的interrupt type有兩種，一種是SPI，另外一種是PPI。SGI用于processor之間的通信，和外設無關。? ? ?uart3的interrupt屬性中的74表示該外設使用的GIC interrupt ID號。GIC最大支持1020個HW interrupt ID，具體的ID分配情況如下：1）ID0~ID31是用于分發到一個特定的process的interrupt。標識這些interrupt不能僅僅依靠ID，因為各個interrupt source都用同樣的ID0~ID31來標識，因此識別這些interrupt需要interrupt ID ＋ CPU interface number。ID0~ID15用于SGI，ID16~ID31用于PPI。PPI類型的中斷會送到指定的process上，和其他的process無關。SGI是通過寫GICD_SGIR寄存器而觸發的中斷。Distributor通過processor source ID、中斷ID和target processor ID來唯一識別一個SGI。2）ID32~ID1019用于SPI。uart3的interrupt屬性中的IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH用來描述觸發類型。
3、DTS如何描述GIC
? ? ?linux-3.14\arch\arm\boot\dts\exynos4412.dtsi文件中
[java]?view plaincopy
a -- compatible屬性
? ? ??compatible屬性用來描述GIC的programming model。該屬性的值是string list，定義了一系列的modle（每個string是一個model）。這些字符串列表被操作系統用來選擇用哪一個driver來驅動該設備。
? ? ?假設定義該屬性：compatible = “a廠商，p產品”,?“標準bbb類型設備”。那么linux kernel可能首先使用“a廠商，p產品”來匹配適合的driver，如果沒有匹配到，那么使用字符串“標準bbb類型設備”來繼續尋找適合的driver。
? ? ?compatible屬性有兩個應用場景：
1）對于root node，compatible屬性是用來匹配machine type的（參考Device Tree相關文檔）
2）對于普通的HW block的節點，例如interrupt-controller，compatible屬性是用來匹配適合的driver的。
b -- interrupt-controller?
? ? ? ?interrupt-controller這個沒有定義value的屬性用來表明本設備節點就是一個interrupt controller。理解#interrupt-cells這個屬性需要理解interrupt specifier和interrupt domain這兩個概念。interrupt specifier其實就是外設interrupt的屬性值，對于uart3而言，其interrupt specifier就是<GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>，也就是說，interrupt specifier定義了一個外設產生中斷的規格（HW interrupt ID ＋ interrupt type）。
? ? ?具體如何解析interrupt specifier？這個需要限定在一定的上下文中，不同的interrupt controller會有不同的解釋。因此，對于一個包含多個interrupt controller的系統，每個interrupt controller及其相連的外設組成一個interrupt domain，各個外設的interrupt specifier只能在屬于它的那個interrupt domain中得到解析。#interrupt-cells定義了在該interrupt domain中，用多少個cell來描述一個外設的interrupt specifier。
c -- reg
? ? ??reg屬性定義了GIC的memory map的地址.
三、GIC的HW block diagram描述
1、Distributor
? ? ??Distributor的主要的作用是檢測各個interrupt source的狀態，控制各個interrupt source的行為，分發各個interrupt source產生的中斷事件到各個processor。
Distributor對中斷的控制包括：
1）中斷enable或者disable的控制。Distributor對中斷的控制分成兩個級別。一個是全局中斷的控制。一旦disable了全局的中斷，那么任何的interrupt source產生的interrupt event都不會被傳遞到CPU interface。另外一個級別是對針對各個interrupt source進行控制，disable某一個interrupt source會導致該interrupt event不會分發到CPU interface，但不影響其他interrupt source產生interrupt event的分發。
2）控制中斷事件分發到process。一個interrupt事件可以分發給一個process，也可以分發給若干個process。
3）優先級控制。
4）interrupt屬性設定。例如是level-sensitive還是edge-triggered，是屬于group 0還是group 1。
? ???Distributor可以管理若干個interrupt source，這些interrupt source用ID來標識，我們稱之interrupt ID。
2、CPU interface
? ? ? CPU interface這個block主要用于和process進行接口。該block的主要功能包括：
1）enable或者disable
? ? ?對于ARM，CPU interface block和process之間的中斷信號線是nIRQ和nFIQ這兩個signal。如果disable了中斷，那么即便是Distributor分發了一個中斷事件到CPU interface，但是也不會assert指定的nIRQ或者nFIQ通知processor。
2）ackowledging中斷
? ? ?processor會向CPU interface block應答中斷，中斷一旦被應答，Distributor就會把該中斷的狀態從pending狀態修改成active。如果沒有后續pending的中斷，那么CPU interface就會deassert nIRQ或者nFIQ的signal。如果在這個過程中又產生了新的中斷，那么Distributor就會把該中斷的狀態從pending狀態修改成pending and active。這時候，CPU interface仍然會保持nIRQ或者nFIQ信號的asserted狀態，也就是向processor signal下一個中斷。
3）中斷處理完畢的通知
? ? ?當interrupt handler處理完了一個中斷的時候，會向寫CPU interface的寄存器從而通知GIC CPU已經處理完該中斷。做這個動作一方面是通知Distributor將中斷狀態修改為deactive，另外一方面，如果一個中斷沒有完成處理，那么后續比該中斷優先級低的中斷不會assert到processor。一旦標記中斷處理完成，被block掉的那些比當前優先級低的中斷就會遞交給processor。
4）設定priority mask
? ? ?通過priority mask，可以mask掉一些優先級比較低的中斷，這些中斷不會通知到CPU。
5）設定preemption的策略
6）在多個中斷事件同時到來的時候，選擇一個優先級最高的通知processor
四、本次按鍵中斷節點填寫
1、查看原理圖
2、可以看到中斷 EINT9 ?EINT10 ?掛在GPX1下 1 2
3、查看中斷號
4、確定其父節點
5、確定中斷節點
[java]?view plaincopy
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Exynos4412 中断驱动开发（三）—— 设备树中中断节点的创建的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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