2020年02月16日 | Exynos4412的外部中断是如何安排的？

平台

Linux4.9

tiny4412

概述

结合tiny4412开发板分析一下Exynos4412的外部中断是如何组织的。

在Exynos4412的用户手册第9章Interrupt Controller列出了支持的外部中断：

第1列是按Shared Peripheral Interrupt 排序的

第2列是按Software Generated Interrupt + Peripheral Interrupt（PPI+SPI）排序的， 目前GIC提供了16个SGI中断和16个PPI中断

从上面可以看到，硬件上提供了32个外部中断，但是我们在第6章的GPIO Control一节说：

图2

上面说，有172个外部中断以及32个外部可唤醒中断，那么这些GPIO控制器提供的中断是如何跟GIC提供的那32个外部中断对应的呢？

其实上面图1中列出的从SPI-16到SPI-32仅仅对应的是图2中说的那32个外部可唤醒中断，而剩下的那172个会使用其他的SPI中断，并不是图1列出的那几个。

下面是结合设备树和GIC以及Combiner驱动得到的：

图3

上面图3列出的那些组GPIO会最终会共享SPI-47这个SPI中断，图3的EXT_INTxx跟图1的EINT没有任何关系，仅仅表示一种GPIO功能复用，而且这些中断是不具备wake up功能的。上面是硬件连接，那么在驱动层面是处理的呢？

这里我们需要关注下面两个驱动文件：

drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-exynos.c

drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-samsung.c

在populate的时候，SPI-47这个硬件中断会被映射为对应的虚拟中断（如virq_47），函数samsung_pinctrl_probe会获得virq_47：

    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

    if (res)

        drvdata->irq = res->start;

在执行ctrl->eint_gpio_init(drvdata)的时候将drvdata传入，在函数exynos_eint_gpio_init中，会注册virq_47的中断处理函数：

    ret = devm_request_irq(dev, d->irq, exynos_eint_gpio_irq,

                    0, dev_name(dev), d);

也就是当GIC上的SPI-47这个中断被触发后，中断处理函数exynos_eint_gpio_irq会被调用。

然后就是对图3中的每一组GPIO都注册对应的irq_domain：

 1     bank = d->pin_banks;

 2     for (i = 0; i < d->nr_banks; ++i, ++bank) {

 3         if (bank->eint_type != EINT_TYPE_GPIO)

 4             continue;

 5             

 6         bank->irq_domain = irq_domain_add_linear(bank->of_node,

 7                 bank->nr_pins, &exynos_eint_irqd_ops, bank);

 8 

 9         bank->irq_chip = &exynos_gpio_irq_chip;

10     }

也就是图3中的每一组GPIO都可以是一个中断控制器，bank->nr_pins是该组GPIO有几个引脚，每一个引脚对应一个中断，所以也就表示该irq_domain可以最大支持的中断个数。第9行设置了irq_chip，用户控制每一个引脚中断的打开、关闭、清除等。

下面以GPA0_0这个引脚触发中断为例简单看看是如何处理的？

GPA1_5产生中断后，会在SPI-47上也引发中断，函数exynos_eint_gpio_irq会被调用，其中会查询到产生的中断的引脚，然后在对应的引脚所属的irq_domain中查询引脚对应的虚拟中断，最后执行到用户注册的中断处理函数。

 1 static irqreturn_t exynos_eint_gpio_irq(int irq, void *data)

 2 {

 3     struct samsung_pinctrl_drv_data *d = data;

 4     struct samsung_pin_bank *bank = d->pin_banks;

 5     unsigned int svc, group, pin, virq;

 6 

 7     svc = readl(d->virt_base + EXYNOS_SVC_OFFSET);

 8     group = EXYNOS_SVC_GROUP(svc);

 9     pin = svc & EXYNOS_SVC_NUM_MASK;

10 

11     if (!group)

12         return IRQ_HANDLED;

13     bank += (group - 1);

14 

15     virq = irq_linear_revmap(bank->irq_domain, pin);

16     if (!virq)

17         return IRQ_NONE;

18     generic_handle_irq(virq);

19     return IRQ_HANDLED;

20 }

第7行的宏EXYNOS_SVC_OFFSET是0xB08，这个需要结合Exynos4412的用户手册看：

当GPA1_5触发中断话，[7:3]的值就是2，而[2:0]就是5

第13行根据得到的group编号得到bank，也就得到了irq_domain

第9行得到的就是引发中断的引脚编号，也就是hwirq

第15行利用上面找到的irq_domain和hwirq，就可以得到对应virq，然后就可以继续处理该virq，一般此时就会调用到用户注册的具体的中断处理程序。

跟上面同样的道理，可以得到下面的图4和图5：

图4

图5

分析方法跟图3一样。

下面的几组GPIO跟前面的略有不同：GPX和GPZ。其中GPX一共有32个引脚，对应的是图2说的32个具有wake up功能的外部中断，而GPZ不同之处是，它没有直接连到GIC上，而是连到了Combiner上。

GPX：

图6

对于GPX0和GPX1来说，每一个引脚都对应到一个SPI中断。而GPX2和GPX3的所有引脚共享一个SPI中断。下面我们看看在驱动层面主要是在函数exynos_eint_wkup_init中处理的：

对于GPX0和GPX1来说： 

 1 for (i = 0; i < d->nr_banks; ++i, ++bank) {

 2         if (bank->eint_type != EINT_TYPE_WKUP)

 3             continue;

 4 

 5         bank->irq_domain = irq_domain_add_linear(bank->of_node,

 6                 bank->nr_pins, &exynos_eint_irqd_ops, bank);

 7 

 8         bank->irq_chip = irq_chip;

 9 

10         if (!of_find_property(bank->of_node, "interrupts", NULL)) {

11             bank->eint_type = EINT_TYPE_WKUP_MUX;

12             ++muxed_banks;

13             continue;

14         }

15 

16         weint_data = devm_kzalloc(dev, bank->nr_pins

17                     * sizeof(*weint_data), GFP_KERNEL);

18 

19         for (idx = 0; idx < bank->nr_pins; ++idx) {

20             irq = irq_of_parse_and_map(bank->of_node, idx);

21 

22             weint_data[idx].irq = idx;

23             weint_data[idx].bank = bank;

24             irq_set_chained_handler_and_data(irq,

25                              exynos_irq_eint0_15,

26                              &weint_data[idx]);

27         }

28     }

在设备树中GPX0和GPX1设置interupts属性，而GPX2和GPX3没有。所以执行完上面的逻辑，muxed_banks为2，就是GPX2和GPX3，而其bank->eint_type被设置为了EINT_TYPE_WKUP_MUX。

第20行会解析GPX0和GPX1节点interrupts属性，并将每一个hwirq都映射为对应的virq

第24行调用irq_set_chained_handler_and_data设置SPI中断对应的handler，可以理解为级联。意味着GPX0、GPX1的引脚会在所属的bank的irq_domain里映射一次，而对应的SPI中断也会在GIC的irq_domain里映射一次。因为每个irq都传递了对应的weint_data[idx]，所以exynost_irq_eint0_15虽然被共享了，但是其逻辑却很简单：

 1 static void exynos_irq_eint0_15(struct irq_desc *desc)

 2 {

 3     struct exynos_weint_data *eintd = irq_desc_get_handler_data(desc);

 4     struct samsung_pin_bank *bank = eintd->bank;

 5     struct irq_chip *chip = irq_desc_get_chip(desc);

 6     int eint_irq;

 7 

 8     chained_irq_enter(chip, desc);

 9 

10     eint_irq = irq_linear_revmap(bank->irq_domain, eintd->irq);

11     generic_handle_irq(eint_irq);

12 

13     chained_irq_exit(chip, desc);

14 }

下面是GPX2和GPX3：

这两组GPIO共享一个SPI中断，所以会涉及到mux操作。驱动也是在exynos_eint_wkup_init处理的：

 1 irq = irq_of_parse_and_map(wkup_np, 0);

 2 

 3     muxed_data = devm_kzalloc(dev, sizeof(*muxed_data)

 4         + muxed_banks*sizeof(struct samsung_pin_bank *), GFP_KERNEL);

 5 

 6     irq_set_chained_handler_and_data(irq, exynos_irq_demux_eint16_31,

 7                      muxed_data);

 8 

 9     bank = d->pin_banks;

10     idx = 0;

11     for (i = 0; i < d->nr_banks; ++i, ++bank) {

12         if (bank->eint_type != EINT_TYPE_WKUP_MUX)

13             continue;

14 

15         muxed_data->banks[idx++] = bank;

16     }

17     muxed_data->nr_banks = muxed_banks;

第1行解析设备树里"wakeup-interrupt-controller"节点的interrupts属性，映射获得对应的virq

第6行设置级联

第15行的for循环中，banks[0]对应的是GPX2，banks[1]对应的是GPX3,

由于GPX2和GPX3共享了一个SPI中断，所以第6行的exynos_irq_demux_eint16_31就需要完成mux的操作：

 1 static void exynos_irq_demux_eint16_31(struct irq_desc *desc)

 2 {

 3     struct irq_chip *chip = irq_desc_get_chip(desc);

 4     struct exynos_muxed_weint_data *eintd = irq_desc_get_handler_data(desc);

 5     struct samsung_pinctrl_drv_data *d = eintd->banks[0]->drvdata;

 6     unsigned long pend;

 7     unsigned long mask;

 8     int i;

 9 

10     chained_irq_enter(chip, desc);

11 

12     for (i = 0; i < eintd->nr_banks; ++i) {

13         struct samsung_pin_bank *b = eintd->banks[i];

14         pend = readl(d->virt_base + b->irq_chip->eint_pend

15                 + b->eint_offset);

16         mask = readl(d->virt_base + b->irq_chip->eint_mask

17                 + b->eint_offset);

18         exynos_irq_demux_eint(pend & ~mask, b->irq_domain);

19     }

20 

21     chained_irq_exit(chip, desc);

22 }

第12行的for循环依次处理GPX2和GPX3，主要就是看是不是有那个引脚的中断处于pengding中，如果有的话，函数exynos_irq_demux_eint会进行处理。

 1 static inline void exynos_irq_demux_eint(unsigned long pend,

 2                         struct irq_domain *domain)

 3 {

 4     unsigned int irq;

 5 

 6     while (pend) {

 7         irq = fls(pend) - 1;

 8         generic_handle_irq(irq_find_mapping(domain, irq));

 9         pend &= ~(1 << irq);

10     }

11 } 

最后说一下GPZ这组GPIO：

图7

结合设备树，可以看到GPZ使用了Combiner的Group10的第0号中断源。

Exynos4412的第10章有队Interrupts Combiner的介绍，Interrupt Combiner也是一个中断控制器，跟GIC之间采用级联的方式。Interrupt Combiner后面可以支持116路中断源，然后将这些中断源进行分组上报给GIC，每一组对应一个GIC上中断，在interrupt combiner的设备节点可以看到它使用了GIC上的20个SPI中断，也就是将116个中断分成20个组，每组下面最多支持8个中断源，每组对应一个GIC上的SPI中断，每组下面对应那些中断源都是定死的。

inerrupt combiner对应的驱动文件是：drivers/irqchip/exynos-combiner.c

 1 static void __init combiner_init(void __iomem *combiner_base,