mirror of
https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git
synced 2025-12-02 21:01:12 +08:00
add 08_Interrupt/16
This commit is contained in:
weidongshan
@@ -15,7 +15,6 @@
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* `Linux-5.4\drivers\irqchip\irq-stm32-exti.c`
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* `Linux-5.4\arch\arm\boot\dts\stm32mp151.dtsi`
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* 本节视频源码在GIT仓库里
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```shell
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@@ -91,13 +90,15 @@
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### 2. 硬件模型
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内核中有各类中断控制器的驱动程序，它们涉及的硬件过于复杂，从这些杂乱的代码中去讲清楚中断体系，比较难。
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下图中列出了链式中断控制器、层级中断控制器，本节课程只涉及左边的链式中断控制器。
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我们实现一些虚拟的中断控制器，如下图所示。
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内核中有各类中断控制器的驱动程序，它们涉及的硬件过于复杂，从这些杂乱的代码中去讲清楚中断体系，比较难。
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实际板子中，我们可以通过按键触发中断。
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我们实现一些虚拟的中断控制器，如下图所示。
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对于这些虚拟的中断控制器，我们没有真实按键，通过devmem指令写GIC的PENDING寄存器触发中断。
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||||
实际板子中，我们可以通过按键触发中断。
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||||
对于这些虚拟的中断控制器，我们没有真实按键，通过devmem指令写GIC的PENDING寄存器触发中断。
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283
STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/16_legacy方式代码的上机实验.md
Normal file
283
STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/16_legacy方式代码的上机实验.md
Normal file
@@ -0,0 +1,283 @@
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## legacy方式代码的上机实验
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参考资料：
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* [linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析](http://www.wowotech.net/irq_subsystem/gic_driver.html)
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* Linux 4.9.88内核源码
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* `Linux-4.9.88\drivers\gpio\gpio-mxc.c`
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* `Linux-4.9.88\arch\arm\boot\dts\imx6ull.dtsi`
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* Linux 5.4内核源码
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* `Linux-5.4\drivers\pinctrl\stm32\pinctrl-stm32mp157.c`
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* `Linux-5.4\drivers\irqchip\irq-stm32-exti.c`
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* `Linux-5.4\arch\arm\boot\dts\stm32mp151.dtsi`
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* 芯片手册
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* IMX6ULL: imx6ullrm.pdf
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* STM32MP157: DM00327659.pdf
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* 本节视频源码在GIT仓库里
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```shell
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doc_and_source_for_drivers\
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IMX6ULL\source\08_Interrupt\
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04_virtual_int_controller_legacy_ok
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doc_and_source_for_drivers\
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STM32MP157\source\A7\08_Interrupt\
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04_virtual_int_controller_legacy_ok
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```
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### 1. 确定中断号n
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查看芯片手册，选择一个保留的、未使用的GIC SPI中断即可。
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#### 1.1 IMX6ULL
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看芯片手册第3章：
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看上图，选择122号中断，它是SPI里的122号中断，GIC里的编号是(32+122)=154。
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#### 1.2 STM32MP157
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看芯片手册第21.2节：
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看上图，选择210号中断，它是SPI里的210号中断，GIC里的编号是(32+210)=242。
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### 2. 怎么触发中断
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可以通过devmem命令直接写GIC的PENDING寄存区。
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GICD_ISPENDRn有多个寄存器，每个寄存器中每一位对应一个GIC中断，写入1就可以触发该中断。
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写哪一个GICD_ISPENDRn寄存器？写哪一位？使用下列公式来确定：
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查看内核设备树文件imx6ull.dtsi、stm32mp151.dtsi，可以知道：
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* IMX6ULL的GIC Distributor 地址是：0x00a01000
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* STM32MP157的GIC Distributor 地址是：0xa0021000
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| 芯片 | SPI中断号 | GIC中断号 | n,bit | GICD_ISPENDRn地址 | 命令 |
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| ---------- | --------- | --------- | ----- | ----------------- | ---------------------------- |
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| IMX6LLL | 122 | 154 | 4,26 | 0xa01210 | devmem 0xa01210 32 0x4000000 |
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||||
| STM32MP157 | 210 | 242 | 7,18 | 0xa002121c | devmem 0xa002121c 32 0x40000 |
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### 3. 上机实验
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#### 3.1 设置工具链
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##### 1. STM32MP157
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```shell
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export ARCH=arm
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export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
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||||
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin
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```
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##### 2. IMX6ULL
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```shell
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export ARCH=arm
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||||
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
|
||||
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
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```
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#### 3.2 编译、替换设备树
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##### 1. STM32MP157
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||||
* 修改`arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts`，添加如下代码：
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```shell
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||||
/ {
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||||
virtual_intc: virtual_intc_100ask {
|
||||
compatible = "100ask,virtual_intc";
|
||||
|
||||
interrupt-controller;
|
||||
#interrupt-cells = <2>;
|
||||
|
||||
interrupt-parent = <&intc>;
|
||||
interrupts = <GIC_SPI 210 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
gpio_keys_100ask {
|
||||
compatible = "100ask,gpio_key";
|
||||
interrupt-parent = <&virtual_intc>;
|
||||
interrupts = <0 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
|
||||
<1 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
|
||||
<2 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
|
||||
<3 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
```
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||||
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||||
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||||
|
||||
* 编译设备树：
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||||
在Ubuntu的STM32MP157内核目录下执行如下命令,
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||||
得到设备树文件：`arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb`
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```shell
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||||
make dtbs
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||||
```
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||||
|
||||
* 复制到NFS目录：
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||||
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||||
```shell
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||||
$ cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb ~/nfs_rootfs/
|
||||
```
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||||
|
||||
* 开发板上挂载NFS文件系统
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||||
|
||||
* vmware使用NAT(假设windowsIP为192.168.1.100)
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||||
```shell
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||||
[root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999
|
||||
192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
|
||||
```
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||||
|
||||
* vmware使用桥接，或者不使用vmware而是直接使用服务器：假设Ubuntu IP为192.168.1.137
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||||
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```shell
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||||
[root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
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||||
```
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||||
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||||
* 更新设备树
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```shell
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||||
[root@100ask:~]# mount /dev/mmcblk2p2 /boot
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||||
[root@100ask:~]# cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot
|
||||
[root@100ask:~]# sync
|
||||
```
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||||
|
||||
* 重启开发板
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##### 2. IMX6ULL
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* 修改`arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts`，添加如下代码：
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||||
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||||
```shell
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||||
/ {
|
||||
virtual_intc: virtual_intc_100ask {
|
||||
compatible = "100ask,virtual_intc";
|
||||
|
||||
interrupt-controller;
|
||||
#interrupt-cells = <2>;
|
||||
|
||||
interrupt-parent = <&intc>;
|
||||
interrupts = <GIC_SPI 122 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
gpio_keys_100ask {
|
||||
compatible = "100ask,gpio_key";
|
||||
interrupt-parent = <&virtual_intc>;
|
||||
interrupts = <0 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
|
||||
<1 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
|
||||
<2 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
|
||||
<3 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
```
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||||
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||||
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|
||||
* 编译设备树：
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||||
在Ubuntu的IMX6ULL内核目录下执行如下命令,
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||||
得到设备树文件：`arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb`
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||||
|
||||
```shell
|
||||
make dtbs
|
||||
```
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||||
|
||||
* 复制到NFS目录：
|
||||
|
||||
```shell
|
||||
$ cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs/
|
||||
```
|
||||
|
||||
* 开发板上挂载NFS文件系统
|
||||
|
||||
* vmware使用NAT(假设windowsIP为192.168.1.100)
|
||||
|
||||
```shell
|
||||
[root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999
|
||||
192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
|
||||
```
|
||||
|
||||
* vmware使用桥接，或者不使用vmware而是直接使用服务器：假设Ubuntu IP为192.168.1.137
|
||||
|
||||
```shell
|
||||
[root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
|
||||
```
|
||||
|
||||
* 更新设备树
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||||
```shell
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||||
[root@100ask:~]# cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb /boot
|
||||
[root@100ask:~]# sync
|
||||
```
|
||||
|
||||
* 重启开发板
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#### 3.3 编译、安装驱动程序
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* 编译：
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* 在Ubuntu上
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* 修改`003_virtual_int_controller_legacy`中的Makefile，指定内核路径`KERN_DIR`，在执行`make`命令即可。
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||||
* 安装：
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* 在开发板上
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||||
* 挂载NFS，复制文件，insmod，类似如下命令：
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```shell
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||||
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
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||||
// 对于IMX6ULL，想看到驱动打印信息，需要先执行
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||||
echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk
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||||
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||||
insmod -f /mnt/virtual_int_controller.ko
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||||
// 安装virtual_int_controller之后即可进入/sys/kernel/irq目录查看分配的中断号
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||||
insmod -f /mnt/gpio_key_drv.ko
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||||
cat /proc/interrupts
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||||
// 触发中断
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||||
devmem 0xa01210 32 0x4000000 // imx6ull
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||||
devmem 0xa002121c 32 0x40000 // stm32mp157
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||||
```
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||||
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||||
* 观察内核打印的信息
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||||
BIN
STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/16_legacy方式代码的上机实验.tif
Normal file
BIN
STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/16_legacy方式代码的上机实验.tif
Normal file
Binary file not shown.
@@ -0,0 +1,52 @@
|
||||
## 链式中断控制器驱动程序编写_linear方式
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||||
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||||
参考资料：
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||||
* [linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析](http://www.wowotech.net/irq_subsystem/gic_driver.html)
|
||||
|
||||
* Linux 4.9.88内核源码
|
||||
|
||||
* `Linux-4.9.88\drivers\gpio\gpio-mxc.c`
|
||||
* `Linux-4.9.88\arch\arm\boot\dts\imx6ull.dtsi`
|
||||
|
||||
* Linux 5.4内核源码
|
||||
|
||||
* `Linux-5.4\drivers\pinctrl\stm32\pinctrl-stm32mp157.c`
|
||||
* `Linux-5.4\drivers\irqchip\irq-stm32-exti.c`
|
||||
* `Linux-5.4\arch\arm\boot\dts\stm32mp151.dtsi`
|
||||
|
||||
* 本节视频源码在GIT仓库里
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||||
```shell
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||||
doc_and_source_for_drivers\
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||||
IMX6ULL\source\08_Interrupt\
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||||
05_virtual_int_controller_linear_ok
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||||
|
||||
doc_and_source_for_drivers\
|
||||
STM32MP157\source\A7\08_Interrupt\
|
||||
05_virtual_int_controller_linear_ok
|
||||
```
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||||
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### 1. 两种方式的对比
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linear、legacy方式，都是用来编写链式中断控制器驱动程序，它们的关系如下表所示。
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| | legacy | linear |
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| ------------ | --------------------------------------------- | --------------------- |
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| 函数 | irq_domain_add_legacy | irq_domain_add_linear |
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||||
| irq_desc | 一次性分配完 | 用到再分配 |
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| (hwirq,virq) | domain->linear_revmap[hwirq] = irq_data->irq; | 同左边 |
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### 2. 编程
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### 3. 上机实验
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跟上节视频操作完全一样，参考《16_legacy方式代码的上机实验.md》
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||||
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||||
128
STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/18_层级中断控制器驱动程序编写与实验.md
Normal file
128
STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/18_层级中断控制器驱动程序编写与实验.md
Normal file
@@ -0,0 +1,128 @@
|
||||
## 层级中断控制器驱动程序编写与实验
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||||
|
||||
参考资料：
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|
||||
* [linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析](http://www.wowotech.net/irq_subsystem/gic_driver.html)
|
||||
|
||||
* Linux 4.9.88内核源码
|
||||
|
||||
* `Linux-4.9.88\drivers\gpio\gpio-mxc.c`
|
||||
* `Linux-4.9.88\arch\arm\boot\dts\imx6ull.dtsi`
|
||||
|
||||
* Linux 5.4内核源码
|
||||
|
||||
* `Linux-5.4\drivers\pinctrl\stm32\pinctrl-stm32mp157.c`
|
||||
* `Linux-5.4\drivers\irqchip\irq-stm32-exti.c`
|
||||
* `Linux-5.4\arch\arm\boot\dts\stm32mp151.dtsi`
|
||||
|
||||
* 本节视频源码在GIT仓库里
|
||||
|
||||
```shell
|
||||
doc_and_source_for_drivers\
|
||||
IMX6ULL\source\08_Interrupt\
|
||||
06_virtual_int_controller_hierarchy_ok
|
||||
|
||||
doc_and_source_for_drivers\
|
||||
STM32MP157\source\A7\08_Interrupt\
|
||||
06_virtual_int_controller_hierarchy_ok
|
||||
```
|
||||
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||||
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||||
### 1. 层级中断控制器的重要函数和结构体
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#### 1.1 回顾处理流程
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为方便描述，假设下级的链式中断控制器就是GPIO控制器。
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下图中：
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* handleA、irq_dataA由GIC驱动提供
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* irq_dataB由GPIO驱动提供，不需要handleB
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||||
* 假设GPIO模块下有4个引脚，都可以产生中断，分别链接到GIC的100~103号中断
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||||
* GPIO就是一个层级中断控制器
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||||
* 对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，分配四个irq_desc，用到时再分配
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||||
* 假设这4个irq_desc的序号为234~237
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||||
* 在GIC domain中记录(100,234) (101,235)(102,236) (103,237)
|
||||
* 在GPIO domain中记录(0,234) (1,235)(2,236) (3,237)
|
||||
* 对于KEY，注册中断时就是：`request_irq(236, ...)`
|
||||
* 按下KEY时：
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||||
* 程序从GIC中读取寄存器知道发生了102号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为236
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||||
* 处理virq 236号中断：调用irq_desc[236].handle_irq，即handleA
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||||
* mask/ack中断:
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||||
* 调用irq_desc[236].irq_data->irq_chip的函数，即irq_dataB
|
||||
* 它会调用父级irq_dataA->irq_chip的函数
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||||
* 调用irq_desc[236].action链表中用户注册的函数
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||||
* unmask中断:
|
||||
* 调用irq_desc[236].irq_data->irq_chip的函数，即irq_dataB
|
||||
* 它会调用父级irq_dataA->irq_chip的函数
|
||||
|
||||
#### 1.2 irq_domain的核心作用
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||||
怎么把handleA、GIC Domain和GPIO Domain、irq_chipA和irq_chipB这4个结构体组织起来，irq_domain是核心。
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||||
为方便描述，我们把上图中的层级中断控制器当做GPIO控制器。
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||||
我们从使用中断的流程来讲解。
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||||
* 在设备树里指定使用哪个中断
|
||||
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||||
```shell
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||||
gpio_keys_100ask {
|
||||
compatible = "100ask,gpio_key";
|
||||
interrupt-parent = <&gpio5>;
|
||||
interrupts = <3 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>,
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
* 内核解析、处理设备树的中断信息
|
||||
|
||||
* 根据`interrupt-parent`找到驱动程序注册的GPIO irq_domain
|
||||
* GPIO irq_domain对设备树的解析
|
||||
* 使用GPIO irq_domain.ops中的translate或xlate函数解析设备树，得到hwirq和type
|
||||
* 分配/找到irq_desc，得到virq
|
||||
* 把(hwirq, virq)的关系存入GPIO irq_domain
|
||||
* 把virq存入platform_device的resource中
|
||||
* 修改得到对应的GIC_hwirq，调用父级GIC irq_domain继续解析
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* 把(GIC_hwirq, virq)的关系存入GIC irq_domain
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* **注意**：对于同一个硬件中断，它在两个irq_domain里的virq是相同的，hwirq可能不一样。
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* GPIO irq_domain对设备树的设置
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* 使用GPIO irq_domain.ops中的alloc函数进行设置
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* 替换irq_desc[virq].irq_data，里面有irq_chip改为irq_chipB，即GPIO的irq_chip
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* 调用父级GIC irq_domain的alloc继续设置
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* 设置irq_desc[virq].handle_irq为GIC的handle_irq，即上图中的handleA
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* 用户的驱动程序注册中断
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* 从platform_device的resource中得到中断号virq
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* request_irq(virq, ..., func)
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* 发生中断、处理中断：处理流程见上面。
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### 2. 硬件模型
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下图中列出了链式中断控制器、层级中断控制器，本节课程之设计右边的层级中断控制器。
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内核中有各类中断控制器的驱动程序，它们涉及的硬件过于复杂，从这些杂乱的代码中去讲清楚中断体系，比较难。
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我们实现一些虚拟的中断控制器，如下图所示。
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实际板子中，我们可以通过按键触发中断。
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对于这些虚拟的中断控制器，我们没有真实按键，通过devmem指令写GIC的PENDING寄存器触发中断。
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### 3. 编程
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会涉及2个驱动程序：虚拟的中断控制器驱动程序，按键驱动程序，以及对应的设备树。
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