2018年10月14日 | Tiny4412中断控制器(GIC)之SGI软中断

//对于多核可以参考三星官方提供的linux源码，uboot中只是用了单核。

//下面代码只是用一个cpu核，采用SGI中断方式自己发自己收。

#include "regs.h"

void enable_mmu(unsigned long ttb);

void init_ttb(unsigned long *ttb_base);

void mmap(unsigned long *ttb_base, unsigned long va, unsigned long pa);

void memset(char *buf, char ch, int size);

void memcpy(char *dst, char *src, int size);

void do_irq(unsigned long regs[]);

void (*printf)(char *, ...) = 0x43e11434;

void main(void)

{    

    unsigned long  vector_base = 0xffff0000;

    unsigned long  tt_base = 0x73000000;

    unsigned long *pdo_irq = 0x75000000;

    extern unsigned long vectors_start, vectors_end;

    memset(tt_base, 0x00, 16 * 1024);

    mmap(tt_base, vector_base, 0x70000000);    

    enable_mmu(tt_base);

    memcpy(vector_base, vectors_start, 0x100);

    *pdo_irq = do_irq;

    //让cpu开中断，cpu可以接收中断，要关闭cpu的中断用cpsid

    //一条指令就可以完成对特殊功能寄存器的写操作，以前代码：

    //mrs r0,cpsr

    //bic r0,r0,#0x80  //清掉最高位

    //msr cpsr,r0

    __asm__ __volatile__ (

        "cpsie i\n"

    );

    //---------------------------------比较通用的部分------------------------------

    //使能中断信号，GIC可以给cpu发送中断，只用了cpu0

    ICCICR_CPU0 = 1;   

    //门限寄存器，设置优先级，低于0xff的中断就不送了，Priority Unmask All Interrupt

    //0xff最低，0最高，所有中断都想发送故设置为0xff,任何有一个优先级都比0xff高

    ICCPMR_CPU0 =  0xff;

    ICDDCR = 1;            // 外设中断启不启用，把已经发生的外设中断转发给cpu，SGI软中断用不到

    // 设置优先级,每个中断号占8位，0号中断对应ICDIPR0寄存器，the Zero is Highest priority 

    ICDIPR0_CPU0 = 0;  

    // 外设中断发生时发给哪个cpu,ARM最高支持8核，占该寄存器8位，也就是该寄存器中每个中断号占8位，

    //0号中断就在ICDIPTR0寄存器当中,

    // 如果给cpu0、cpu3两个发既要在ICDIPTR0_CPU0上写上也要在ICDIPTR0_CPU3上写入

    //一个核对应一位，for CPU0, refer  PG815 

    ICDIPTR0_CPU0 = 1; 

    // enable interrupt 0 --- SGI0 ,每个中断号占一位，0号中断在ICDISER0当中

    ICDISER0_CPU0 = 1; 

    //--------------------------------------------------------------------------------

    //使能SGI

    //bit[0:3]:发送的中断号，0-3共4位一共可以发16个中断

    //bit[16:23]:SGI软中断发生时要发给哪个cpu,8位，一核对应一位，最多8核

    //bit[24:25]:01表示发送给ICDIPTR0_CPU0指定的cpu

    //                 00表示发送给bit[16:23]中指定的cpu

    ICDSGIR  = 0 | ( 1 << 16) | ( 0 << 24); // send SGI 0,不同的中断这部分不同

    printf("send sgi.\n");

}

void do_irq(unsigned long regs[])

{

    unsigned long  vectorNum;

    printf(" sgi 0.000\n");

    //每个cpu都有一个对应的寄存器

    //bit[9:0]:INTERRUPT_ID,中断的ID

    //bit[12:10]:CPUID，表示谁发的,值是几就是几号cpu发的，不是位对应的关系

    vectorNum = ICCIAR_CPU0;

    unsigned cpu = (vectorNum >> 10) & 0x7;//CPU的ID

    unsigned irq = vectorNum & 0x1FF;            //中断号

    printf(" SGI, irq: %d, cpu: %d\n", irq, cpu);

    //SGI的清中断方式：清除中断号、cpu的ID(0号cpu不用清)，不同的中断这部分不同

    ICCEOIR_CPU0  = irq;  

}

void enable_mmu(unsigned long ttb)

{    

    unsigned long c1_flags;

    init_ttb(ttb);

    c1_flags = 1 | (1 << 3) | ( 1 << 11) | ( 1 << 13) |  (1 << 28);

    __asm__ __volatile__ (

        "mvn r0, #0 \n"            

        "mcr p15, 0, r0, c3, c0, 0\n"

        "mcr p15, 0, %1, c2, c0, 0\n" //configure ttb

        "mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0\n"

        "orr %0, r0, %0\n"

        "mcr p15, 0, %0, c1, c0, 0\n" //enable mmu

        :

        : "r" (c1_flags), "r" (ttb)

        : "r0"

    );

}

void init_ttb(unsigned long *ttb_base)

{

    unsigned long va, pa;

    for (va = 0x00000000; va < 0x10000000; va += 0x100000) { //Others

        pa = va;

        ttb_base[ va >> 20] = (pa & 0xfff00000) | 2;    

    }

    for (va = 0x10000000; va < 0x14000000; va += 0x100000) { //SFR

        pa = va;

        ttb_base[ va >> 20] = (pa & 0xfff00000) |  2;    

    }

    for (va = 0x40000000; va < 0x80000000; va += 0x100000) { //DRAM

        pa = va;

        ttb_base[ va >> 20] = (pa & 0xfff00000) | 2;    

    }

}

void mmap(unsigned long *ttb_base, unsigned long va, unsigned long pa)

{

    ttb_base[ va >> 20] = (pa & 0xfff00000) |  2;    

}

void memset(char *buf, char ch, int size)

{

    int i;

    for (i = 0; i < size; i ++)

        buf[i] = ch;

}

void memcpy(char *dst, char *src, int size)

{

    int i;

    for (i = 0; i < size; i ++) 

        dst[i] = src[i];    

}

__asm__ (

"vectors:\n"

    "b reset\n"

    "b und\n"

    "b swi\n"

    "b pre_abt\n"

    "b dat_abt\n"

    ".word 0\n"

    "b irq\n"

    "b fiq\n"

"reset:\n"

"und:\n"

    "mov sp, #0x74000000\n"

    "stmfd sp!, {r0-r12, lr}\n"

    "mov r0, sp\n"

    "mov r3, #0x74000000\n"

    "ldr r3, [r3]\n"

    "blx r3\n"

    "mov sp, #0x74000000\n"

    "ldmea sp, {r0-r12, pc}^\n"

"swi:\n"

"pre_abt:\n"

"dat_abt:\n"

"fiq:\n"

"irq:\n"

    "mov sp, #0x75000000\n"

    "sub lr, lr, #4    \n"

    "stmfd sp!, {r0-r12, lr}\n"

    "mov r0, sp\n"

    "mov r3, #0x75000000\n"

    "ldr r3, [r3]\n"

    "blx r3\n"

    "mov sp, #0x75000000\n"

    "ldmea sp, {r0-r12, pc}^\n"

"EOV:\n"

"vectors_start:\n"

    ".word vectors\n"

"vectors_end:\n"

    ".word EOV\n"

);

===================================================================

Makefile文件：

default:

    arm-linux-gcc -c test.c  -o test.o

    arm-linux-ld  -Ttext=0x70003000  test.o  -o test

    arm-linux-objcopy  -O binary  test  test.bin

clean:

    rm -f test.o  test  test.bin   *~ 

===================================================================

烧写测试参考：“Tiny4412从SD卡启动u-boot用linux的DNW烧写裸板程序”

tiny4412中断处理：

    1、4412的中断和cortex-A8、arm11等大不一样，4412采用GIC中断控制器，在ARM公司的编号是PL390，GIC中断控制器由ARM公司统一提供，这样代码方便移植、通用。

    2、因为cortex-A9是4核的处理器，产生一个中断以后该怎么分配？让哪一个核处理？

       为了解决这个问题把中断分为3种类型：

       ①SPI：共享外设中断，该类中断4个核都可以处理；

       ②PPI：私有外设中断，只能送给指定的核；

       ③SGI：swi软中断异常用来完成系统调用，SGI软中断用来实现cpu核之间的通信，这个核发送SGI中断另外一个核来接收；

SPI、PPI、SGI在系统中都是统一编号的，从0-1019号，一共1020个中断，每个中断都分配一个号码，这个号码是唯一的，三星公司把GIC通用中断控制器集成进去的时候号码就确定了，可以查看芯片手册的“GIC Interrupt Table”表格中的ID号码，其中：

  0-15号给SGI用的；

  16-31号给PPI用的；

  32-159剩下的都是SPI中断，一共一千多个，用组合器组合起来，号码只到159；

cpu有4个核，以上0-159是对应一个核的。

   中断涉及到两类寄存器：ICC、ICD。ICC针对的是全局整体中断的配置，比如整个机器上的中断要不要开、优先级、哪个中断发生这些；ICD针对的是某一个中断，比如中断时高电平、低电平触发这类。