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第五课. 中断系统中的设备树
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这节课讲解如何在中断系统中使用设备树,也就是用设备树如何描述中断。 我发现给自己挖了一个大坑,如果我想设备树课程中我想把中断讲清楚, 就必须把中断体系讲清楚。 中断体系在4.x内核中变化很大,中断体系又跟pinctrl系统密切相关,pinctrl中又涉及GPIO子系统,这样讲下去的话,设备树课程就变成驱动专题了,所以我打算只讲中断体系统,对于pinctrl、gpio等系统留待以后在驱动课程中扩展。 这一课的参考资料如下: [https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6847685.html 基于设备树的TQ2440的中断(1)] [https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6848851.html 基于设备树的TQ2440的中断(2)] [http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6349209.html 基於tiny4412的Linux內核移植 --- 实例学习中断背后的知识(1)] [http://www.wowotech.net/irq_subsystem/interrupt_subsystem_architecture.html Linux kernel的中断子系统之(一):综述] [http://www.wowotech.net/linux_kenrel/irq-domain.html Linux kernel的中断子系统之(二):IRQ Domain介绍] [http://www.wowotech.net/linux_kenrel/interrupt_descriptor.html linux kernel的中断子系统之(三):IRQ number和中断描述符] [http://www.wowotech.net/linux_kenrel/High_level_irq_event_handler.html linux kernel的中断子系统之(四):High level irq event handler] [http://www.wowotech.net/linux_kenrel/request_threaded_irq.html Linux kernel中断子系统之(五):驱动申请中断API] [http://www.wowotech.net/linux_kenrel/irq_handler.html Linux kernel的中断子系统之(六):ARM中断处理过程] [http://www.wowotech.net/linux_kenrel/gic-irq-chip-driver.html linux kernel的中断子系统之(七):GIC代码分析] 本课视频预计分为五节。 其中第01节描述中断概念的引入与处理流程,这节视频来自"韦东山第1期裸板视频加强版", 如果已经理解了中断的概念, 请忽略该节。 =第01节_中断概念的引入与处理流程= 取个场景解释中断。 假设有个大房间里面有小房间,婴儿正在睡觉,他的妈妈在外面看书。 问:这个母亲怎么才能知道这个小孩醒?<br> #过一会打开一次房门,看婴儿是否睡醒,让后接着看书<br> #一直等到婴儿发出声音以后再过去查看,期间都在读书<br> 第一种 叫做'''查询方式''': *优点:简单 *缺点: 累 写程序如何: <syntaxhighlight lang="c" > while(1) { 1 read book(读书) 2 open door(开门) if(睡) return(read book) else 照顾小孩 } </syntaxhighlight> 第二种叫'''中断方式''': * 优点:不累 * 缺点:复杂 写程序: <syntaxhighlight lang="c" > while(1) { read book 中断服务程序()//如何被调用? { 处理照顾小孩 } } </syntaxhighlight> 我们看看母亲被小孩哭声打断如何照顾小孩? 母亲的处理过程: 1 平时看书 2 发生了各种声音,如何处理这些声音 :: 有远处的猫叫(听而不闻,忽略) :: 门铃声有快递(开门收快递) :: 小孩哭声(打开房门,照顾小孩) 3 母亲的处理 :: 只会处理门铃声和小孩哭声 :: a 现在书中放入书签,合上书(保存现场) :: b 去处理 (调用对应的中断服务程序) :: c 继续看书(恢复现场) 不同情况,不同处理: a 对于门铃:开门取快件 b 对于哭声:照顾小孩 我们将母亲的处理过程抽象化——母亲的头脑相当于CPU 耳朵听到声音会发送信号给脑袋,声音来源有很多种,有远处的猫叫,门铃声,小孩哭声。这些声音传入耳朵,再由耳朵传给大脑,除了这些可以中断母亲的看书,还有其他情况,比如身体不舒服,有只蜘蛛掉下来,对于特殊情况无法回避,必须立即处理 对比我们的arm系统 [[File:chapter14_lesson1_001.png|700px]] 有CPU,有中断控制器。 中断控制器可以发信号给CPU告诉它发生了那些紧急情况 中断源有按键、定时器、有其它的(比如网络数据) 这些信号都可以发送信号给中断控制器,再由中断控制器发送信号给CPU表明有这些中断产生了,这些成为中断(属于一种异常) 还有什么可以中断CPU运行? 指令不对,数据访问有问题 reset信号,这些都可以中断CPU 这些成为异常中断 重点在于'''保存现场以及恢复现场''' 处理过程 a 保存现场(各种寄存器) b 处理异常(中断属于一种异常) c 恢复现场 arm对异常(中断)处理过程 1 初始化: :: a 设置中断源,让它可以产生中断 :: b 设置中断控制器(可以屏蔽某个中断,优先级) :: c 设置CPU总开关,(使能中断) 2 执行其他程序:正常程序 3 产生中断:按下按键--->中断控制器--->CPU 4 cpu每执行完一条指令都会检查有无中断/异常产生 5 发现有中断/异常产生,开始处理。对于不同的异常,跳去不同的地址执行程序。这地址上,只是一条跳转指令,跳去执行某个函数(地址),这个就是异常向量。如下就是异常向量表,对于不同的异常都有一条跳转指令。 <syntaxhighlight lang="c" > .globl _start _start: b reset ldr pc, _undefined_instruction ldr pc, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used ldr pc, _irq //发生中断时,CPU跳到这个地址执行该指令 **假设地址为0x18** ldr pc, _fiq //我们先在0x18这里放 ldr pc ,__irq,于是cpu最终会跳去执行__irq代码 //保护现场,调用处理函数,恢复现场 </syntaxhighlight> (3-5都是硬件强制做的) 6 这些函数做什么事情? :: 软件做的: :: a 保存现场(各种寄存器) :: b 处理异常(中断): :::: 分辨中断源 :::: 再调用不同的处理函数 :: c 恢复现场 对比母亲的处理过程来比较arm中断的处理过程。 中断处理程序怎么被调用? CPU--->0x18 --跳转到其他函数-> :: 做保护现场 :: 调用函数 :::: 分辨中断源 :::: 调用对应函数 :: 恢复现场 cpu到0x18是由硬件决定的,跳去执行更加复杂函数(由软件决定) =第05节_示例_使用设备树描述按键中断= =第06节_内核对设备树中断信息的处理过程=
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