层级中断控制器驱动程序编写

Posted 2021-09-09 韦东山

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了层级中断控制器驱动程序编写相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

层级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\\
		06_virtual_int_controller_hierarchy
  
doc_and_source_for_drivers\\
	STM32MP157\\source\\A7\\08_Interrupt\\
		06_virtual_int_controller_hierarchy

1. 层级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。

下图中：

handleA、irq_dataA由GIC驱动提供
irq_dataB由GPIO驱动提供，不需要handleB

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
GPIO就是一个层级中断控制器
对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，分配四个irq_desc，用到时再分配
假设这4个irq_desc的序号为234~237
- 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：
- 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
- 处理virq 236号中断：调用irq_desc[236].handle_irq，即handleA
  - mask/ack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
  - 调用irq_desc[236].action链表中用户注册的函数
  - 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

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。

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。

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
    - 把(GIC_hwirq, virq)的关系存入GIC irq_domain
  - 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。
- GPIO irq_domain对设备树的设置
  - 使用GPIO irq_domain.ops中的alloc函数进行设置
    - 替换irq_desc[virq].irq_data，里面有irq_chip改为irq_chipB，即GPIO的irq_chip
    - 调用父级GIC irq_domain的alloc继续设置
      - 设置irq_desc[virq].handle_irq为GIC的handle_irq，即上图中的handleA
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。