Linux系统驱动之层级中断控制器驱动程序上机实验

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参考资料：

• linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析

• Linux 4.9.88内核源码

  • Linux-4.9.88\drivers\gpio\gpio-mxc.c
  • Linux-4.9.88\arch\arm\boot\dts\imx6ull.dtsi

• Linux 5.4内核源码

  • Linux-5.4\drivers\pinctrl\stm32\pinctrl-stm32mp157.c
  • Linux-5.4\drivers\irqchip\irq-stm32-exti.c
  • Linux-5.4\arch\arm\boot\dts\stm32mp151.dtsi

• 芯片手册

  • IMX6ULL: imx6ullrm.pdf
  • STM32MP157: DM00327659.pdf

• 本节视频源码在GIT仓库里

  doc_and_source_for_drivers\
  	IMX6ULL\source\08_Interrupt\
  		07_virtual_int_controller_hierarchy_ok
    		
  doc_and_source_for_drivers\
  	STM32MP157\source\A7\08_Interrupt\
  		07_virtual_int_controller_hierarchy_ok
  

1. 确定中断号n

查看芯片手册，选择一个保留的、未使用的GIC SPI中断即可。

1.1 IMX6ULL

看芯片手册第3章：

看上图，选择122号中断，它是SPI里的122号中断，GIC里的编号是(32+122)=154。

1.2 STM32MP157

看芯片手册第21.2节：

看上图，选择210号中断，它是SPI里的210号中断，GIC里的编号是(32+210)=242。

2. 怎么触发中断

可以通过devmem命令直接写GIC的PENDING寄存区。

GICD_ISPENDRn有多个寄存器，每个寄存器中每一位对应一个GIC中断，写入1就可以触发该中断。

写哪一个GICD_ISPENDRn寄存器？写哪一位？使用下列公式来确定：

查看内核设备树文件imx6ull.dtsi、stm32mp151.dtsi，可以知道：

• IMX6ULL的GIC Distributor 地址是：0x00a01000

• STM32MP157的GIC Distributor 地址是：0xa0021000

芯片SPI中断号GIC中断号n,bitGICD_ISPENDRn地址命令IMX6LLL1221544,260xa01210devmem 0xa01210 32 0x40000001231554,270xa01210devmem 0xa01210 32 0x80000001241564,280xa01210devmem 0xa01210 32 0x100000001251574,290xa01210devmem 0xa01210 32 0x20000000STM32MP1572102427,180xa002121cdevmem 0xa002121c 32 0x400002112437,190xa002121cdevmem 0xa002121c 32 0x800002122447,200xa002121cdevmem 0xa002121c 32 0x1000002132457,210xa002121cdevmem 0xa002121c 32 0x200000 3. 上机实验 3.1 设置工具链 1. STM32MP157

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin

2. IMX6ULL

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

3.2 编译、替换设备树 1. STM32MP157

• 修改arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts，添加如下代码：

  / {
     virtual_intc: virtual_intc_100ask {
          compatible = "100ask,virtual_intc";
  
          interrupt-controller;
          #interrupt-cells = ;
  
          interrupt-parent = ;
          //upper_hwirq_base = ;  // imx6ull
          upper_hwirq_base = ;  // stm32mp157
      };
  
      gpio_keys_100ask {
          compatible = "100ask,gpio_key";
          interrupt-parent = ;
          interrupts = ,
                       ,
                       ,
                       ;
      };
  };
  

• 编译设备树： 在Ubuntu的STM32MP157内核目录下执行如下命令, 得到设备树文件：arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb

  make dtbs
  

• 复制到NFS目录：

  $ cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb ~/nfs_rootfs/
  

• 开发板上挂载NFS文件系统

  • vmware使用NAT(假设windowsIP为192.168.1.100)

    [root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999 
    192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
    

  • vmware使用桥接，或者不使用vmware而是直接使用服务器：假设Ubuntu IP为192.168.1.137

    [root@100ask:~]#  mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
    

• 更新设备树

  [root@100ask:~]# mount  /dev/mmcblk2p2  /boot
  [root@100ask:~]# cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot
  [root@100ask:~]# sync
  

• 重启开发板

2. IMX6ULL

• 修改arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts，添加如下代码：

  / {
     virtual_intc: virtual_intc_100ask {
          compatible = "100ask,virtual_intc";
  
          interrupt-controller;
          #interrupt-cells = ;
  
          interrupt-parent = ;
          upper_hwirq_base = ;  // imx6ull
          //upper_hwirq_base = ;  // stm32mp157
      };
  
      gpio_keys_100ask {
          compatible = "100ask,gpio_key";
          interrupt-parent = ;
          interrupts = ,
                       ,
                       ,
                       ;
      };
  
  };
  

• 编译设备树： 在Ubuntu的IMX6ULL内核目录下执行如下命令, 得到设备树文件：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb

  make dtbs
  

• 复制到NFS目录：

  $ cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs/
  

• 开发板上挂载NFS文件系统

  • vmware使用NAT(假设windowsIP为192.168.1.100)

    [root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999 
    192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
    

  • vmware使用桥接，或者不使用vmware而是直接使用服务器：假设Ubuntu IP为192.168.1.137

    [root@100ask:~]#  mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
    

  • 更新设备树

    [root@100ask:~]# cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb /boot
    [root@100ask:~]# sync
    

• 重启开发板

3.3 编译、安装驱动程序

• 编译：

  • 在Ubuntu上
  • 修改07_virtual_int_controller_hierarchy_ok中的Makefile，指定内核路径KERN_DIR，在执行make命令即可。

• 安装：

  • 在开发板上

  • 挂载NFS，复制文件，insmod，类似如下命令：

    mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
    // 对于IMX6ULL，想看到驱动打印信息，需要先执行
    echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk
    
    insmod -f /mnt/virtual_int_controller.ko
    // 安装virtual_int_controller之后即可进入/sys/kernel/irq目录查看分配的中断号
    
    insmod -f /mnt/gpio_key_drv.ko
    cat /proc/interrupts
    
    // 触发中断
    // 对于IMX6ULL
    devmem 0xa01210 32 0x4000000
    devmem 0xa01210 32 0x8000000
    devmem 0xa01210 32 0x10000000
    devmem 0xa01210 32 0x20000000
    
    // 对于stm32mp157
    devmem 0xa002121c 32 0x40000 
    devmem 0xa002121c 32 0x80000
    devmem 0xa002121c 32 0x100000  // 它不能触发中断,可能是被占用了
    devmem 0xa002121c 32 0x200000
    

• 观察内核打印的信息

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