08_链式中断控制器驱动程序编写#

链式中断控制器驱动程序编写#

参考资料:

  • linux kernel的中断子系统之(七):GIC代码分析

  • 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

    doc_and_source_for_drivers\IMX6ULL\source\08_Interrupt\03_virtual_int_controller_legacy
    doc_and_source_for_drivers\STM32MP157\source\A7\08_Interrupt\03_virtual_int_controller_legacy
    

1. 链式中断控制器的重要函数和结构体#

1.1 回顾处理流程#

为方便描述,假设下级的链式中断控制器就是GPIO控制器。

image-20210630171229980

沿着中断的处理流程,GIC之下的中断控制器涉及这4个重要部分:handleB、GPIO Domain、handleC、irq_chip

  • handleB:处理GIC 33号中断,handleB由GPIO驱动提供

    • 屏蔽GIC 33号中断:调用irq_dataA的irq_chip的函数,irq_dataA由GIC驱动提供

    • 细分并处理某个GPIO中断:

      • 读取GPIO寄存器得到hwirq,通过GPIO Domain转换为virq,假设是102

      • 调用irq_desc[102].handle_irq,即handleC

    • 清除GIC 33号中断:调用irq_dataA的irq_chip的函数,由GIC驱动提供

  • handleC:处理GPIO 2号中断,handleC由GPIO驱动提供

    • 屏蔽GPIO 2号中断:调用irq_dataB的irq_chip的函数,由GPIO驱动提供

    • 处理:调用actions链表中用户注册的函数

    • 清除GPIO 2号中断:调用irq_dataB的irq_chip的函数,由GPIO驱动提供

1.2 irq_domain的核心作用#

怎么把handleB、GPIO Domain、handleC、irq_chip这4个结构体组织起来,irq_domain是核心。

我们从使用中断的流程来讲解。

  • 在设备树里指定使用哪个中断

        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irq_domain

    • 使用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irq_domain

      • 把virq存入platform_device的resource中

    • 使用irq_domain.ops中的alloc或map函数进行设置

      • 可能是替换irq_desc[virq].handle_irq函数

      • 可能是替换irq_desc[virq].irq_data,里面有irq_chip

  • 用户的驱动程序注册中断

    • 从platform_device的resource中得到中断号virq

    • request_irq(virq, …, func)

  • 发生中断、处理中断:处理流程见上面。

2. 硬件模型#

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。

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。

我们实现一些虚拟的中断控制器,如下图所示。

实际板子中,我们可以通过按键触发中断。

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#

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。