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Linux4.9

tiny4412

概述

結合tiny4412開發板分析一下Exynos4412的外部中斷是如何組織的。

在Exynos4412的用戶手冊第9章Interrupt Controller列出了支持的外部中斷：

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個SGI中斷和16個PPI中斷

從上面可以看到，硬件上提供了32個外部中斷，但是我們在第6章的GPIO Control一節說：

圖2

上面說，有172個外部中斷以及32個外部可喚醒中斷，那么這些GPIO控制器提供的中斷是如何跟GIC提供的那32個外部中斷對應的呢？

其實上面圖1中列出的從SPI-16到SPI-32僅僅對應的是圖2中說的那32個外部可喚醒中斷，而剩下的那172個會使用其他的SPI中斷，并不是圖1列出的那幾個。

下面是結合設備樹和GIC以及Combiner驅動得到的：

圖3

上面圖3列出的那些組GPIO會最終會共享SPI-47這個SPI中斷，圖3的EXT_INTxx跟圖1的EINT沒有任何關系，僅僅表示一種GPIO功能復用，而且這些中斷是不具備wake up功能的。上面是硬件連接，那么在驅動層面是處理的呢？

這里我們需要關注下面兩個驅動文件：

drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-exynos.c

drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-samsung.c

在populate的時候，SPI-47這個硬件中斷會被映射為對應的虛擬中斷（如virq_47），函數samsung_pinctrl_probe會獲得virq_47：

    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

    if (res)

        drvdata->irq = res->start;

在執行ctrl->eint_gpio_init(drvdata)的時候將drvdata傳入，在函數exynos_eint_gpio_init中，會注冊virq_47的中斷處理函數：

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

                    0, dev_name(dev), d);

也就是當GIC上的SPI-47這個中斷被觸發后，中斷處理函數exynos_eint_gpio_irq會被調用。

然后就是對圖3中的每一組GPIO都注冊對應的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     }

也就是圖3中的每一組GPIO都可以是一個中斷控制器，bank->nr_pins是該組GPIO有幾個引腳，每一個引腳對應一個中斷，所以也就表示該irq_domain可以最大支持的中斷個數。第9行設置了irq_chip，用戶控制每一個引腳中斷的打開、關閉、清除等。

下面以GPA0_0這個引腳觸發中斷為例簡單看看是如何處理的？

GPA1_5產生中斷后，會在SPI-47上也引發中斷，函數exynos_eint_gpio_irq會被調用，其中會查詢到產生的中斷的引腳，然后在對應的引腳所屬的irq_domain中查詢引腳對應的虛擬中斷，最后執行到用戶注冊的中斷處理函數。

 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，這個需要結合Exynos4412的用戶手冊看：

當GPA1_5觸發中斷話，[7:3]的值就是2，而[2:0]就是5

第13行根據得到的group編號得到bank，也就得到了irq_domain

第9行得到的就是引發中斷的引腳編號，也就是hwirq

第15行利用上面找到的irq_domain和hwirq，就可以得到對應virq，然后就可以繼續處理該virq，一般此時就會調用到用戶注冊的具體的中斷處理程序。

跟上面同樣的道理，可以得到下面的圖4和圖5：

圖4

圖5

分析方法跟圖3一樣。

下面的幾組GPIO跟前面的略有不同：GPX和GPZ。其中GPX一共有32個引腳，對應的是圖2說的32個具有wake up功能的外部中斷，而GPZ不同之處是，它沒有直接連到GIC上，而是連到了Combiner上。

GPX：

圖6

對于GPX0和GPX1來說，每一個引腳都對應到一個SPI中斷。而GPX2和GPX3的所有引腳共享一個SPI中斷。下面我們看看在驅動層面主要是在函數exynos_eint_wkup_init中處理的：

對于GPX0和GPX1來說： 

 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     }

在設備樹中GPX0和GPX1設置interupts屬性，而GPX2和GPX3沒有。所以執行完上面的邏輯，muxed_banks為2，就是GPX2和GPX3，而其bank->eint_type被設置為了EINT_TYPE_WKUP_MUX。

第20行會解析GPX0和GPX1節點interrupts屬性，并將每一個hwirq都映射為對應的virq

第24行調用irq_set_chained_handler_and_data設置SPI中斷對應的handler，可以理解為級聯。意味著GPX0、GPX1的引腳會在所屬的bank的irq_domain里映射一次，而對應的SPI中斷也會在GIC的irq_domain里映射一次。因為每個irq都傳遞了對應的weint_data[idx]，所以exynost_irq_eint0_15雖然被共享了，但是其邏輯卻很簡單：

 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：

這兩組GPIO共享一個SPI中斷，所以會涉及到mux操作。驅動也是在exynos_eint_wkup_init處理的：

 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行解析設備樹里"wakeup-interrupt-controller"節點的interrupts屬性，映射獲得對應的virq

第6行設置級聯

第15行的for循環中，banks[0]對應的是GPX2，banks[1]對應的是GPX3,

由于GPX2和GPX3共享了一個SPI中斷，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循環依次處理GPX2和GPX3，主要就是看是不是有那個引腳的中斷處于pengding中，如果有的話，函數exynos_irq_demux_eint會進行處理。

 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 } 

最后說一下GPZ這組GPIO：

圖7

結合設備樹，可以看到GPZ使用了Combiner的Group10的第0號中斷源。

Exynos4412的第10章有隊Interrupts Combiner的介紹，Interrupt Combiner也是一個中斷控制器，跟GIC之間采用級聯的方式。Interrupt Combiner后面可以支持116路中斷源，然后將這些中斷源進行分組上報給GIC，每一組對應一個GIC上中斷，在interrupt combiner的設備節點可以看到它使用了GIC上的20個SPI中斷，也就是將116個中斷分成20個組，每組下面最多支持8個中斷源，每組對應一個GIC上的SPI中斷，每組下面對應那些中斷源都是定死的。

inerrupt combiner對應的驅動文件是：drivers/irqchip/exynos-combiner.c

 1 static void __init combiner_init(void __iomem *combiner_base,