作者
彭东林
pengdonglin137@163.com
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。
正文
在Exynos4412的用户手册第9章Interrupt Controller列出了支持的外部中断：
图1
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, 2 struct device_node *np) 3 { 4 int i, irq; 5 unsigned int nr_irq; 6 7 nr_irq = max_nr * IRQ_IN_COMBINER; 8 9 combiner_data = kcalloc(max_nr, sizeof (*combiner_data), GFP_KERNEL); 10 11 combiner_irq_domain = irq_domain_add_linear(np, nr_irq, 12 &combiner_irq_domain_ops, combiner_data); 13 14 for (i = 0; i < max_nr; i++) { 15 irq = irq_of_parse_and_map(np, i); 16 17 combiner_init_one(&combiner_data[i], i, 18 combiner_base + (i >> 2) * 0x10, irq); 19 combiner_cascade_irq(&combiner_data[i], irq); 20 } 21 }
第15行解析interrupt combiner节点的interrupts属性，获得对应的virq
第19行设置级联
完。