add 08_Interrupt/12,13

STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/12_GIC驱动程序对中断的处理流程.md

@@ -0,0 +1,47 @@
+## GIC驱动程序对中断的处理流程
+
+参考资料：
+
+* [linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析](http://www.wowotech.net/irq_subsystem/gic_driver.html)
+
+使用逐步演进的方法才能形象地理解。
+
+### 1. 一级中断控制器处理流程
+
+对于irq_desc，内核有两种分配方法：
+
+* 一次分配完所有的irq_desc
+* 按需分配(用到某个中断才分配它的irq_desc
+
+现在的内核基本使用第1种方法。
+
+![image-20210628000038327](pic/08_Interrupt/066_gic_irq_desc.png)
+
+* 假设GIC可以向CPU发出16~1019号中断，这些数字被称为hwirq。0~15用于Process之间通信，比较特殊。
+* 假设要使用UART模块，它发出的中断连接到GIC的32号中断，分配的irq_desc序号为16
+* 在GIC domain中会记录(32, 16)
+* 那么注册中断时就是：`request_irq(16, ...)`
+* 发生UART中断时
+  * 程序从GIC中读取寄存器知道发生了32号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为16
+  * 调用irq_desc[16]中的handleA函数，它的作用是调用action链表中用户注册的函数
+
+
+
+### 2. 多级中断控制器处理流程
+
+![image-20210627235754147](pic/08_Interrupt/067_gpio_irq_desc.png)
+
+* 假设GPIO模块下有4个引脚，都可以产生中断，都连接到GIC的33号中断
+* GPIO也可以看作一个中断控制器，对于它的4个中断
+* 对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，一般都会一下子分配四个irq_desc
+* 假设这4个irq_desc的序号为100~103，在GPIO domain中记录(0,100) (1,101)(2,102) (3,103)
+* 对于KEY，注册中断时就是：`request_irq(102, ...)`
+* 按下KEY时：
+  * 程序从GIC中读取寄存器知道发生了33号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为16
+  * 调用irq_desc[16]中的handleB函数
+    * handleB读取GPIO寄存器，确定是GPIO里2号引脚发生中断
+    * 通过GPIO irq_domain可以知道virq为102
+    * 调用irq_desc[102]中的handleA函数，它的作用是调用action链表中用户注册的函数
+
+
+

STM32MP157/doc_pic/08_Interrupt/13_GIC驱动程序分析.md

@@ -0,0 +1,233 @@
+## GIC驱动程序分析
+
+参考资料：
+
+* [linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析](http://www.wowotech.net/irq_subsystem/gic_driver.html)
+
+### 1. 回顾GIC中断处理流程
+
+使用逐步演进的方法才能形象地理解。
+
+#### 1.1 一级中断控制器处理流程
+
+对于irq_desc，内核有两种分配方法：
+
+* 一次分配完所有的irq_desc
+* 按需分配(用到某个中断才分配它的irq_desc
+
+现在的内核基本使用第1种方法。
+
+![image-20210628000038327](pic/08_Interrupt/066_gic_irq_desc.png)
+
+* 假设GIC可以向CPU发出16~1019号中断，这些数字被称为hwirq。0~15用于Process之间通信，比较特殊。
+* 假设要使用UART模块，它发出的中断连接到GIC的32号中断，分配的irq_desc序号为16
+* 在GIC domain中会记录(32, 16)
+* 那么注册中断时就是：`request_irq(16, ...)`
+* 发生UART中断时
+  * 程序从GIC中读取寄存器知道发生了32号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为16
+  * 调用irq_desc[16]中的handleA函数，它的作用是调用action链表中用户注册的函数
+
+
+
+#### 1.2 多级中断控制器处理流程
+
+![image-20210627235754147](pic/08_Interrupt/067_gpio_irq_desc.png)
+
+* 假设GPIO模块下有4个引脚，都可以产生中断，都连接到GIC的33号中断
+* GPIO也可以看作一个中断控制器，对于它的4个中断
+* 对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，一般都会一下子分配四个irq_desc
+* 假设这4个irq_desc的序号为100~103，在GPIO domain中记录(0,100) (1,101)(2,102) (3,103)
+* 对于KEY，注册中断时就是：`request_irq(102, ...)`
+* 按下KEY时：
+  * 程序从GIC中读取寄存器知道发生了33号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为16
+  * 调用irq_desc[16]中的handleB函数
+    * handleB读取GPIO寄存器，确定是GPIO里2号引脚发生中断
+    * 通过GPIO irq_domain可以知道virq为102
+    * 调用irq_desc[102]中的handleA函数，它的作用是调用action链表中用户注册的函数
+
+
+
+### 2. GIC中的重要结构体
+
+GIC的功能是什么？
+
+* 可以使能、屏蔽中断
+* 发生中断时，可以从GIC里判断是哪个中断
+
+在内核里，使用gic_chip_data结构体表示GIC，gic_chip_data里有什么？
+
+* irq_chip：中断使能、屏蔽、清除，放在irq_chip中的各个函数里实现
+  ![image-20210627002238158](pic/08_Interrupt/068_gic_chip.png)
+
+* irq_domain
+  * 申请中断时
+    * 在设备树里指定hwirq、flag，可以使用irq_domain的函数来解析设备树
+    * 根据hwirq可以分配virq，把(hwirq, virq)存入irq_domain中
+  * 发生中断时，从GIC读出hwirq，可以通过irq_domain找到virq，从而找到处理函数
+
+
+
+所以，GIC用gic_chip_data来表示，gic_chip_data中重要的成员是：irq_chip、irq_domain。
+
+
+
+
+
+### 3. GIC初始化过程
+
+```c
+start_kernel (init\main.c)
+    init_IRQ (arch\arm\kernel\irq.c)
+    	irqchip_init (drivers\irqchip\irqchip.c)
+    		of_irq_init (drivers\of\irq.c)
+    			desc->irq_init_cb = match->data;
+
+                ret = desc->irq_init_cb(desc->dev,
+                            desc->interrupt_parent);
+
+```
+
+#### 2.1 内核支持多种GIC
+
+按照设备树的套路：
+
+* 驱动程序注册platform_driver
+* 它的of_match_table里有多个of_device_id，表示能支持多个设备
+* 有多种版本的GIC，在内核为每一类GIC定义一个结构体of_device_id，并放在一个段里：
+
+```c
+// drivers\irqchip\irq-gic.c
+IRQCHIP_DECLARE(gic_400, "arm,gic-400", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(arm11mp_gic, "arm,arm11mp-gic", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(arm1176jzf_dc_gic, "arm,arm1176jzf-devchip-gic", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(cortex_a15_gic, "arm,cortex-a15-gic", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(cortex_a9_gic, "arm,cortex-a9-gic", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(cortex_a7_gic, "arm,cortex-a7-gic", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(msm_8660_qgic, "qcom,msm-8660-qgic", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(msm_qgic2, "qcom,msm-qgic2", gic_of_init);
+IRQCHIP_DECLARE(pl390, "arm,pl390", gic_of_init);
+```
+
+把宏`IRQCHIP_DECLARE`展开：
+
+```c
+// include\linux\irqchip.h
+#define IRQCHIP_DECLARE(name, compat, fn) OF_DECLARE_2(irqchip, name, compat, fn)
+
+#define OF_DECLARE_2(table, name, compat, fn) \
+		_OF_DECLARE(table, name, compat, fn, of_init_fn_2)
+
+#define _OF_DECLARE(table, name, compat, fn, fn_type)			\
+	static const struct of_device_id __of_table_##name		\
+		__used __section(__irqchip_of_table)			\
+		 = { .compatible = compat,				\
+		     .data = (fn == (fn_type)NULL) ? fn : fn  }
+```
+
+展开示例：
+
+```c
+IRQCHIP_DECLARE(cortex_a7_gic, "arm,cortex-a7-gic", gic_of_init);
+展开后得到：
+static const struct of_device_id __of_table_cortex_a7_gic		\
+	__used __section(__irqchip_of_table)			\
+	 = { .compatible = "arm,cortex-a7-gic",				\
+		 .data = gic_of_init  }
+```
+
+
+
+#### 2.2 在设备树里指定GIC
+
+在设备树中指定GIC，内核驱动程序根据设备树来选择、初始化GIC。
+
+`drivers\irqchip\irqchip.c`中并没有定义一个platform_driver，但是套路是一样的。
+
+![image-20210626083319383](pic/08_Interrupt/058_irqchip_init.png)
+
+调用过程：
+
+![image-20210626084850583](pic/08_Interrupt/059_gic_init.png)
+
+of_irq_init:
+
+* 内核有一个__irqchip_of_table数组，里面有多个of_device_id，表示多种GIC
+* 要使用哪类GIC？在设备树里指定
+* 根据设备树，找到__irqchip_of_table树组中对应的项，调用它的初始化函数
+  * `IRQCHIP_DECLARE(cortex_a7_gic, "arm,cortex-a7-gic", gic_of_init);` 
+
+
+
+#### 2.3 gic_of_init分析
+
+看视频
+
+
+
+### 3. 申请GIC中断
+
+#### 3.1 在设备树里指定中断
+
+![image-20210628155602740](pic/08_Interrupt/070_use_irq_in_dts.png)
+
+
+
+#### 3.2 内核对设备树的处理
+
+函数调用过程如下，使用图片形式可以一目了然：
+
+![image-20210628222510425](pic/08_Interrupt/069_of_device_alloc.png)
+
+
+
+函数调用过程如下，使用文字格式方便复制：
+
+* 为设备树节点分配设备   
+
+        of_device_alloc (drivers/of/platform.c)
+            dev = platform_device_alloc("", -1);  // 分配 platform_device   
+            num_irq = of_irq_count(np);  // 计算中断数    
+        	
+        	// drivers/of/irq.c, 根据设备节点中的中断信息, 构造中断资源
+        	of_irq_to_resource_table(np, res, num_irq) 
+                of_irq_to_resource // drivers\of\irq.c
+                	int irq = irq_of_parse_and_map(dev, index);  // 获得virq, 中断号
+* 解析设备树映射中断: irq_of_parse_and_map
+
+  ```c
+  // drivers/of/irq.c, 解析设备树中的中断信息, 保存在of_phandle_args结构体中
+  of_irq_parse_one(dev, index, &oirq)
+  
+  // kernel/irq/irqdomain.c, 创建中断映射
+  irq_create_of_mapping(&oirq);             
+  	irq_create_fwspec_mapping(&fwspec);
+  		// 调用irq_domain->ops的translate或xlate,把设备节点里的中断信息解析为hwirq, type
+  		irq_domain_translate(domain, fwspec, &hwirq, &type)  
+  		
+  		// 看看这个hwirq是否已经映射, 如果virq非0就直接返回
+  		virq = irq_find_mapping(domain, hwirq); 
+  		
+  		// 否则创建映射	
+  		if (irq_domain_is_hierarchy(domain)) {
+  			// 返回未占用的virq
+  			// 并用irq_domain->ops->alloc函数设置irq_desc
+  			virq = irq_domain_alloc_irqs(domain, 1, NUMA_NO_NODE, fwspec);
+  			if (virq <= 0)
+  				return 0;
+  		} else {
+  			/* Create mapping */
+  			// 返回未占用的virq
+  			// 并通过irq_domain_associate调用irq_domain->ops->map设置irq_desc
+  			virq = irq_create_mapping(domain, hwirq);
+			if (!virq)
+  				return virq;
+  		}
+  ```
+  
+
+
+
+### 4. GIC中断处理流程源码分析
+
+看视频。
+