“第五课. 中断系统中的设备树”的版本间的差异

来自百问网嵌入式Linux wiki
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=第01节_中断概念的引入与处理流程=
 
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取个场景解释中断。
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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。
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问：这个母亲怎么才能知道这个小孩醒？<br>
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#过一会打开一次房门，看婴儿是否睡醒，让后接着看书<br>
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#一直等到婴儿发出声音以后再过去查看，期间都在读书<br>
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第一种 叫做'''查询方式'''：
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*优点：简单
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*缺点： 累
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写程序如何：
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1 read book(读书)
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2 open door（开门）
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if(睡)
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照顾小孩
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}
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第二种叫'''中断方式'''：
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* 优点：不累
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* 缺点：复杂
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写程序：
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<syntaxhighlight lang="c" >
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while(1)
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{
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read book
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中断服务程序()//如何被调用？
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处理照顾小孩
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}
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我们看看母亲被小孩哭声打断如何照顾小孩？
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母亲的处理过程:
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1 平时看书
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2 发生了各种声音，如何处理这些声音
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:: 有远处的猫叫（听而不闻，忽略）
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:: 门铃声有快递（开门收快递）
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:: 小孩哭声（打开房门，照顾小孩）
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3 母亲的处理
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:: 只会处理门铃声和小孩哭声
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:: a 现在书中放入书签，合上书(保存现场)
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:: b 去处理 (调用对应的中断服务程序)
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:: c 继续看书(恢复现场)
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不同情况，不同处理：
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a 对于门铃：开门取快件
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b 对于哭声:照顾小孩
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我们将母亲的处理过程抽象化——母亲的头脑相当于CPU
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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
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对比我们的arm系统
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有CPU，有中断控制器。
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中断控制器可以发信号给CPU告诉它发生了那些紧急情况
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中断源有按键、定时器、有其它的（比如网络数据）
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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)
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还有什么可以中断CPU运行？
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指令不对，数据访问有问题
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reset信号，这些都可以中断CPU 这些成为异常中断
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重点在于'''保存现场以及恢复现场'''
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处理过程
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a 保存现场(各种寄存器)
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b 处理异常(中断属于一种异常)
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c 恢复现场
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arm对异常(中断)处理过程
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1 初始化:
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:: a 设置中断源，让它可以产生中断
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:: b 设置中断控制器(可以屏蔽某个中断，优先级)
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:: c 设置CPU总开关，(使能中断)
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2 执行其他程序:正常程序
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3 产生中断:按下按键--->中断控制器--->CPU
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4 cpu每执行完一条指令都会检查有无中断/异常产生
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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。
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<syntaxhighlight lang="c" >
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.globl _start
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_start: b reset
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ldr pc, _undefined_instruction
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ldr pc, _software_interrupt
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ldr pc, _prefetch_abort
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ldr pc, _data_abort
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ldr pc, _not_used
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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**
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ldr pc, _fiq
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//我们先在0x18这里放 ldr pc ,__irq,于是cpu最终会跳去执行__irq代码
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//保护现场，调用处理函数，恢复现场
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</syntaxhighlight>
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(3-5都是硬件强制做的)
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6 这些函数做什么事情?
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:: 软件做的:
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:: a 保存现场(各种寄存器)
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:: b 处理异常(中断):
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:::: 分辨中断源
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:::: 再调用不同的处理函数
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:: c 恢复现场
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对比母亲的处理过程来比较arm中断的处理过程。
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中断处理程序怎么被调用？
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CPU--->0x18 --跳转到其他函数->
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:: 做保护现场
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:: 调用函数
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:::: 分辨中断源
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:::: 调用对应函数
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:: 恢复现场
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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=
 
=第06节_内核对设备树中断信息的处理过程=

2018年11月15日 (四) 09:54的版本

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：

基于设备树的TQ2440的中断（1）

基于设备树的TQ2440的中断（2）

基於tiny4412的Linux內核移植 --- 实例学习中断背后的知识(1)

Linux kernel的中断子系统之（一）：综述

Linux kernel的中断子系统之（二）：IRQ Domain介绍

linux kernel的中断子系统之（三）：IRQ number和中断描述符

linux kernel的中断子系统之（四）：High level irq event handler

Linux kernel中断子系统之（五）：驱动申请中断API

Linux kernel的中断子系统之（六）：ARM中断处理过程

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？

  1. 过一会打开一次房门，看婴儿是否睡醒，让后接着看书
  2. 一直等到婴儿发出声音以后再过去查看，期间都在读书

第一种 叫做查询方式：

  • 优点：简单
  • 缺点： 累

写程序如何： 

while(1)
{
	1 read book(读书)
	2 open door（开门）
	if(睡)
		return(read book)
	else
		照顾小孩
	
}


第二种叫中断方式：

  • 优点：不累
  • 缺点：复杂

写程序： 

 

while(1)
{
	read book
	中断服务程序()//如何被调用？
	{
	处理照顾小孩
	}
}

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 Chapter14 lesson1 001.png

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。 

.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

(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

取自“http://wiki.100ask.org/index.php?title=第五课._中断系统中的设备树&oldid=2483”