LV015-设备树中怎么写

参考文档可以看这里：interrupts.txt - Documentation/devicetree/bindings/interrupt-controller/interrupts.txt - Linux source code v4.19.7

一、设备树里的中断控制器

中断硬件框图如下：

在硬件上，“中断控制器”只有 GIC 这一个，但是我们在软件上也可以把上图中的“ GPIO”称为“中断控制器”。很多芯片有多个 GPIO 模块，比如 GPIO1、GPIO2 等等。所以软件上的“中断控制器”就有很多个： GIC、 GPIO1、 GPIO2 等等

GPIO1 连接到 GIC， GPIO2 连接到 GIC，所以 GPIO1 的父亲是 GIC， GPIO2 的父亲是 GIC。假设 GPIO1 有 32 个中断源，但是它把其中的 16 个汇聚起来向 GIC 发出一个中断，把另外 16 个汇聚起来向 GIC 发出另一个中断。这就意味着 GPIO1 会用到 GIC 的两个中断，会涉及 GIC 里的 2 个 hwirq。

这些层级关系、中断号(hwirq)，都会在设备树中有所体现。

在设备树中，中断控制器节点中必须有一个属性： interrupt-controller，表明它是“中断控制器”。还必须有一个属性： #interrupt-cells，表明引用这个中断控制器的话需要多少个 cell。 #interrupt-cells 的值一般有如下取值：

（1）#interrupt-cells = <1> ：别的节点要使用这个中断控制器时，只需要一个 cell 来表明使用“哪一个中断”。

（2）#interrupt-cells = <2> ：别的节点要使用这个中断控制器时，需要一个 cell 来表明使用“哪一个中断”；还需要另一个 cell 来描述中断，一般是表明触发类型（trigger type and level flags）：

// 第 2 个 cell 的 bits [3:0]
1 = low-to-high edge triggered，上升沿触发
2 = high-to-low edge triggered，下降沿触发
4 = active high level-sensitive，高电平触发
8 = active low level-sensitive，低电平触发

示例如下：

vic: intc@10140000 {
    compatible = "arm,versatile-vic";
    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <1>;
    reg = <0x10140000 0x1000>;
}

如果中断控制器有级联关系，下级的中断控制器还需要表明它的“ interrupt-parent ” 是谁，用了 interrupt-parent ” 中的哪一个“ interrupts”

二、设备树里使用中断

一个外设，它的中断信号接到哪个“中断控制器”的哪个“中断引脚”，这个中断的触发方式是怎样的？这 3 个问题，在设备树里使用中断时，都要有所体现。

1. 相关属性

要用哪一个中断控制器里的中断？

interrupt-parent=<&XXXX>

要用哪一个中断？

interrupts=<>;

Interrupts 里要用几个 cell？这个是由 interrupt-parent 对应的中断控制器决定。在中断控制器里有“ #interrupt-cells”属性，它指明了要用几个 cell 来描述中断。比如：

i2c@7000c000 {
    gpioext: gpio-adnp@41 {
        compatible = "ad,gpio-adnp";
        interrupt-parent = <&gpio>;
        interrupts = <160 1>;
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <1>;
        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <2>;
    };
    //......
};

新的写法：interrupts-extended

一个“ interrupts-extended”属性就可以既指定“ interrupt-parent”，也指定“ interrupts”，比如：

interrupts-extended = <&intc1 5 1>, <&intc2 1 0>;

2. 总结

简单总结一下与中断有关的设备树属性信息：

①、 #interrupt-cells，指定中断源的信息 cells 个数。

②、 interrupt-controller，表示当前节点为中断控制器。

③、 interrupts，指定中断号，触发方式等。

④、 interrupt-parent，指定父中断，也就是中断控制器。

三、设备树里中断节点的示例

1. 示例 1

我们看一下 imx6ul.dtsi - arch/arm/boot/dts/imx6ul.dtsi ：

	intc: interrupt-controller@a01000 {
		compatible = "arm,gic-400", "arm,cortex-a7-gic";
		interrupts = <GIC_PPI 9 (GIC_CPU_MASK_SIMPLE(4) | IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH)>;
		#interrupt-cells = <3>;
		interrupt-controller;
		interrupt-parent = <&intc>;
		reg = <0x00a01000 0x1000>,
		      <0x00a02000 0x2000>,
		      <0x00a04000 0x2000>,
		      <0x00a06000 0x2000>;
	};

第 2 行， compatible 属性值为“arm, cortex-a7-gic”在 Linux 内核源码中搜索“arm, cortex-a7- gic”即可找到 GIC 中断控制器驱动文件。

第 3 行， #interrupt-cells 和#address-cells、 #size-cells 一样。表示此中断控制器下设备的 cells 大小，对于设备而言，会使用 interrupts 属性描述中断信息， #interrupt-cells 描述了 interrupts 属性的 cells 大小，也就是一条信息有几个 cells。每个 cells 都是 32 位整形值，对于 ARM 处理的 GIC 来说，一共有 3 个 cells，这三个 cells 的含义如下：

第一个 cells：中断类型， 0 表示 SPI 中断， 1 表示 PPI 中断。第二个 cells：中断号，对于 SPI 中断来说中断号的范围为 0~987，对于 PPI 中断来说中断号的范围为 0~15。第三个 cells：标志， bit[3:0]表示中断触发类型，为 1 的时候表示上升沿触发，为 2 的时候表示下降沿触发，为 4 的时候表示高电平触发，为 8 的时候表示低电平触发。 bit[15:8]为 PPI 中断的 CPU 掩码。

第 4 行， interrupt-controller 节点为空，表示当前节点是中断控制器。

2. 示例 2

对于 gpio 来说， gpio 节点也可以作为中断控制器，比如 imx6ul.dtsi 文件中的 gpio5 节点内容如下所示：

			gpio5: gpio@20ac000 {
				compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";
				reg = <0x020ac000 0x4000>;
				interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
					     <GIC_SPI 75 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
				clocks = <&clks IMX6UL_CLK_GPIO5>;
				gpio-controller;
				#gpio-cells = <2>;
				interrupt-controller;
				#interrupt-cells = <2>;
				gpio-ranges = <&iomuxc 0 7 10>, <&iomuxc 10 5 2>;
			};

在这段代码的第 4 行， interrupts 描述中断源信息，对于 gpio5 来说一共有两条信息，中断类型都是 SPI，触发电平都是 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH。不同之处在于中断源，一个是 74，一个是 75，打开可以打开《IMX6ULL 参考手册》的“Chapter 3 Interrupts and DMA Events”章节，找到表 3-1，有

可以看出， GPIO5 一共用了 2 个中断号，一个是 74，一个是 75。其中 74 对应 GPIO5_IO00~GPIO5_IO15 这低 16 个 IO， 75 对应 GPIO5_IO16~GPIOI5_IO31 这高 16 位 IO。

第 8 行， interrupt-controller 表明了 gpio5 节点也是个中断控制器，用于控制 gpio5 所有 IO 的中断。

第 9 行，将#interrupt-cells 修改为 2。

怎么引用这个 GPIO 节点的中断控制器？应该是在 NXP 维护的 4.1.15 版本内核中有 arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dts 设备树文件，上面有这样一个节点：

    fxls8471@1e {
        compatible = "fsl,fxls8471";
        reg = <0x1e>;
        position = <0>;
        interrupt-parent = <&gpio5>;
        interrupts = <0 8>;
    };

fxls8471 是 NXP 官方的 6ULL 开发板上的一个磁力计芯片， fxls8471 有一个中断引脚链接到了 I.MX6ULL 的 SNVS_TAMPER0 因脚上，这个引脚可以复用为 GPIO5_IO00。

第 5 行， interrupt-parent 属性设置中断控制器，这里使用 gpio5 作为中断控制器。

第 6 行， interrupts 设置中断信息， 0 表示 GPIO5_IO00， 8 表示低电平触发。

3. 示例 3

这里参考的是伟东山的嵌入式教程，所以以 100ASK_IMX6ULL 开发板为例，在 arch/arm/boot/dts 目录下可以看到 2 个文件： imx6ull.dtsi、 100ask_imx6ull-14x14.dts 。我们把里面有关中断的部分内容抽取出来。

从设备树反推 IMX6ULL 的中断体系，如下，比之前的框图多了一个“ GPC INTC”：

GPC INTC 的英文是： General Power Controller, Interrupt Controller。它提供中断屏蔽、中断状态查询功能，实际上这些功能在 GIC 里也实现了，觉得有点多余。除此之外，它还提供唤醒功能，这才是保留它的原因。

4. alpha 开发板中的按键中断

4.1 硬件原理图

开发板上有一个按键，原理图如下：

按键 KEY0 是连接到 I.MX6U 的 UART1_CTS 这个 IO 上的， KEY0 接了一个 10K 的上拉电阻，因此 KEY0 没有按下的时候 UART1_CTS 应该是高电平，当 KEY0 按下以后 UART1_CTS 就是低电平。搜一下参考手册就会发现，这个引脚是 GPIO1_IO18：

4.2 中断号

可以看这个笔记《LV04-07-中断与异常-05-IMX6ULL 按键中断实例 | 苏木》这里再简单了解一下。我们前边知道了按键接在了 GPIO1_IO18 上边，我们可以查看《I.MX6UL 参考手册》的 3.2 Cortex A7 interrupts 一节，找到这个 GPIO 管脚对应的中断号：

可以看到 GPIO1 的 0 -15 管脚使用的是 66，16 - 31 使用的是 67，这里只是 IRQ 的编号，对应到 GIC 的 SPI 中断号需要在此编号基础上加上 32，所以这里的按键中断号实际为 99（67+32）。但是其实在 linux 中开发的时候，会有函数（例如 gpio_to_irq()）自动帮我们计算，我们只需要知道是哪个引脚就可以了。

4.3 触发方式

触发方式就可以看这个 irq.h - include/dt-bindings/interrupt-controller/irq.h：

#define IRQ_TYPE_NONE 0 		// 无中断触发类型
#define IRQ_TYPE_EDGE_RISING 1  // 上升沿触发
#define IRQ_TYPE_EDGE_FALLING 2 // 下降沿触发
#define IRQ_TYPE_EDGE_BOTH (IRQ_TYPE_EDGE_FALLING | IRQ_TYPE_EDGE_RISING)// 双边沿触发
#define IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 4 	// 高电平触发
#define IRQ_TYPE_LEVEL_LOW 8 	// 低电平触发

4.4 中断节点

按键 KEY0 使用中断模式，需要在“key”节点下添加中断相关属性，添加完成以后的“key”节点内容如下所示：

sdev_key {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    compatible = "sdev_key";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_key>;
    key-gpio = <&gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW>; /* KEY0 */
    interrupt-parent = <&gpio1>;
    interrupts = <18 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>; /* FALLING RISING */
    status = "okay";
};

第 8 行，设置 interrupt-parent 属性值为“gpio1”，因为 KEY0 所使用的 GPIO 为 GPIO1_IO18，也就是设置 KEY0 的 GPIO 中断控制器为 gpio1。

第 9 行，设置 interrupts 属性，也就是设置中断源，第一个 cells 的 18 表示 GPIO1 组的 18 号 IO。

其中这个 gpio1 是在 imx6ul.dtsi：

gpio1: gpio@209c000 {
    compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";
    reg = <0x0209c000 0x4000>;
    interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
    <GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&clks IMX6UL_CLK_GPIO1>;
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <2>;
    gpio-ranges = <&iomuxc  0 23 10>, <&iomuxc 10 17 6>,
    <&iomuxc 16 33 16>;
};

四、在代码中获得中断

之前我们学习设备树的时候，知道设备树中的节点有些能被转换为内核里的 platform_device，有些不能：

（1）根节点下含有 compatile 属性的子节点，会转换为 platform_device

（2）含有特定 compatile 属性的节点的子节点，会转换为 platform_device 如果一个节点的 compatile 属性，它的值是这 4 者之一： "simplebus", "simple-mfd", "isa", "arm, amba-bus"，那么它的子结点(需含 compatile 属性)也可以转换为 platform_device。

（3）总线 I2C、 SPI 节点下的子节点：不转换为 platform_device 某个总线下到子节点，应该交给对应的总线驱动程序来处理, 它们不应该被转换为 platform_device。

1. 对于 platform_device

一个节点能被转换为 platform_device，如果它的设备树里指定了中断属性，那么可以从 platform_device 中获得“中断资源”，函数如下，可以使用 platform_get_resource() 函数获得 IORESOURCE_IRQ 资源，即中断号：

/**
 * platform_get_resource - get a resource for a device
 * @dev: platform device
 * @type: resource type 取哪类资源？ IORESOURCE_MEM、 IORESOURCE_REG、IORESOURCE_IRQ 等
 * @num: resource index 这类资源中的哪一个？
 */
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
				       unsigned int type, unsigned int num)
{
	//......
}

2. 对于 I2C 设备、 SPI 设备

对于 I2C 设备节点， I2C 总线驱动在处理设备树里的 I2C 子节点时，也会处理其中的中断信息。一个 I2C 设备会被转换为一个 i2c_client 结构体，中断号会保存在 i2c_client 的 irq 成员里，代码如下(i2c-core-base.c - drivers/i2c/i2c-core-base.c)：

static int i2c_device_probe(struct device *dev)
{
	//......
	if (!client->irq && !driver->disable_i2c_core_irq_mapping) {
		int irq = -ENOENT;

		if (client->flags & I2C_CLIENT_HOST_NOTIFY) {
			//......
		} else if (dev->of_node) {
			irq = of_irq_get_byname(dev->of_node, "irq");
			if (irq == -EINVAL || irq == -ENODATA)
				irq = of_irq_get(dev->of_node, 0); //从设备树解析出中断号
		} else if (ACPI_COMPANION(dev)) {
			irq = acpi_dev_gpio_irq_get(ACPI_COMPANION(dev), 0);
		}
		//......
        client->irq = irq;
	}
    //......
}

对于 SPI 设备节点， SPI 总线驱动在处理设备树里的 SPI 子节点时，也会处理其中的中断信息。一个 SPI 设备会被转换为一个 spi_device 结构体，中断号会保存在 spi_device 的 irq 成员里，代码如下（spi.c - drivers/spi/spi.c）：

static int spi_drv_probe(struct device *dev)
{
	//......
	if (dev->of_node) {
		spi->irq = of_irq_get(dev->of_node, 0);//从设备树解析出中断号
		//......
	}
	//......
}

3. 调用 of_irq_get() 获得中断号

如果设备节点既不能转换为 platform_device，它也不是 I2C 设备，不是 SPI 设备，那么在驱动程序中可以自行调用 of_irq_get() 函数去解析设备树，得到中断号。

4. 对于 GPIO

可以使用 gpio_to_irq() 或者 gpiod_to_irq() 获得中断号。例如 gpio_keys.c - drivers/input/keyboard/gpio_keys.c 中第 559 行：

假设在设备树中有如下节点：

gpio-keys {
    compatible = "gpio-keys";
    pinctrl-names = "default";
    user {
        label = "User Button";
        gpios = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        gpio-key,wakeup;
        linux,code = <KEY_1>;
    };
};

那么可以使用下面的函数获得引脚和 flag：

button->gpio = of_get_gpio_flags(pp, 0, &flags);
bdata->gpiod = gpio_to_desc(button->gpio);

再去使用 gpiod_to_irq 获得中断号：

irq = gpiod_to_irq(bdata->gpiod);

参考资料：
genirq: add threaded interrupt handler support - kernel/git/torvalds/linux.git - Linux kernel source tree
Linux 中断管理 (1)Linux 中断管理机制 - ArnoldLu - 博客园
Linux 卸载驱动时，提示：Trying to free already-free IRQ-CSDN 博客
嵌入式 Linux 驱动笔记(二十七)------中断子系统框架分析_irq: type mismatch-CSDN 博客

LV015-设备树中怎么写 ​

一、设备树里的中断控制器 ​

二、设备树里使用中断 ​

1. 相关属性 ​

2. 总结 ​

三、设备树里中断节点的示例 ​

1. 示例 1 ​

2. 示例 2 ​

3. 示例 3 ​

4. alpha 开发板中的按键中断 ​

4.1 硬件原理图 ​

4.2 中断号 ​

4.3 触发方式 ​

4.4 中断节点 ​

四、在代码中获得中断 ​

1. 对于 platform_device ​

2. 对于 I2C 设备、 SPI 设备 ​

3. 调用 of_irq_get() 获得中断号 ​

4. 对于 GPIO ​