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前言：
什么是arch timer? 什么是apb timer？ 什么generic timer？
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文章目錄

• • • • • 1 簡(jiǎn)介
      • 2、什么是通用定時(shí)器？
      • 3、processor中有哪些timer？
      • • 3.1、計(jì)數(shù)和頻率
        • 3.2. Timer寄存器
        • • 3.2.1 訪問(wèn)timer
        • 3.3、配置一個(gè)timer
        • 3.4、中斷
        • 3.5、Timer virtualization

1 簡(jiǎn)介

下圖展示了一個(gè)使用通用定時(shí)器作為系統(tǒng)定時(shí)器的片上系統(tǒng)示例。 在這個(gè)圖中：

• 定義了多處理器塊中各個(gè) PE 的體系結(jié)構(gòu)。
• ARM 通用中斷控制器架構(gòu)規(guī)范定義了中斷控制器的可能架構(gòu)。
• 通用計(jì)時(shí)器功能分布在多個(gè)組件中。

2、什么是通用定時(shí)器？

通用定時(shí)器為 Arm 內(nèi)核提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的定時(shí)器框架。通用定時(shí)器包括一個(gè)System Counter和一組per-core timer，如下圖所示：

系統(tǒng)計(jì)數(shù)器是一個(gè)永遠(yuǎn)在線的設(shè)備，它提供一個(gè)固定頻率遞增的系統(tǒng)計(jì)數(shù)。系統(tǒng)計(jì)數(shù)值被廣播到系統(tǒng)中的所有核心，讓核心共同了解時(shí)間的流逝。系統(tǒng)計(jì)數(shù)值的寬度在 56 位到 64 位之間，頻率通常在 1MHz 到 50MHz 的范圍內(nèi)。

注意：通用計(jì)時(shí)器僅測(cè)量時(shí)間的流逝。它不報(bào)告時(shí)間或日期。通常，SoC 還包含用于時(shí)間和日期的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC)。

每個(gè)內(nèi)核都有一組定時(shí)器。這些定時(shí)器是比較器，與系統(tǒng)計(jì)數(shù)器提供的廣播系統(tǒng)計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。軟件可以配置定時(shí)器以在未來(lái)在設(shè)定點(diǎn)產(chǎn)生中斷或事件。軟件還可以使用系統(tǒng)計(jì)數(shù)來(lái)添加時(shí)間戳，因?yàn)橄到y(tǒng)計(jì)數(shù)為所有內(nèi)核提供了一個(gè)共同的參考點(diǎn)。

在本文中，我們將解釋定時(shí)器和系統(tǒng)計(jì)數(shù)器的操作和配置。

3、processor中有哪些timer？

內(nèi)核提供的定時(shí)器數(shù)量取決于實(shí)現(xiàn)了哪些擴(kuò)展，如下表所示：

3.1、計(jì)數(shù)和頻率

CNTPCT_EL0 系統(tǒng)寄存器報(bào)告當(dāng)前系統(tǒng)計(jì)數(shù)值。

可以推測(cè)性地讀取 CNTPCT_EL0。 這意味著它們可以在程序流程中被亂序讀取。 這在某些情況下可能很重要，例如比較時(shí)間戳。 當(dāng)計(jì)數(shù)器讀取的順序很重要時(shí)，可以使用 ISB，如以下代碼所示：

loop: // Polling for some communication to indicate a requirement to read // the timer LDR X1, [X2] CBZ x1, loop ISB // Without this, the CNTPCT could be read before the memory location in // [X2] has had the value 0 written to it MRS X1, CNTPCT_EL0

CNTFRQ_EL0 報(bào)告系統(tǒng)計(jì)數(shù)的頻率。 但是，該寄存器不是由硬件填充的。 該寄存器在實(shí)現(xiàn)的最高異常級(jí)別下是可寫的，在所有異常級(jí)別下都是可讀的。 固件，通常在 EL3 上運(yùn)行，填充此寄存器作為早期系統(tǒng)初始化的一部分。 更高級(jí)別的軟件，如操作系統(tǒng)，然后可以使用寄存器來(lái)獲取頻率。

3.2. Timer寄存器

每個(gè)定時(shí)器都有以下三個(gè)系統(tǒng)寄存器：

在寄存器名稱中， 標(biāo)識(shí)正在訪問(wèn)的定時(shí)器，它是前綴，下表顯示了可能的值：

例如，CNTP_CVAL_EL0 是 EL1 物理定時(shí)器的比較器寄存器。
思考:EL3 物理定時(shí)器和非安全 EL2 虛擬定時(shí)器的控制寄存器的名稱是什么？

3.2.1 訪問(wèn)timer

對(duì)于某些定時(shí)器，可以配置哪些異常級(jí)別可以訪問(wèn)定時(shí)器：
? EL1 Physical and Virtual Timers
EL0 access to these timers is controlled by CNTKCTL_EL1.
? EL2 Physical and Virtual Timers
When HCR_EL2.{TGE,E2H}=={1,1}, EL0 access to these timers is controlled by CNTKCTL_EL2：. These timers were added as part of the support for the Armv8.1-A Virtualization Host Extension, which is beyond the scope of this
guide
? EL3 physical timer
S.EL1 and S.EL2 access to this timer is controlled by SCR_EL3.ST.

3.3、配置一個(gè)timer

使用timer有兩種方式：

• 使用CVAL, CVAL是64位的寄存器;
  Timer Condition Met: CVAL <= System Count
• 使用TVAL, TVAL是32位的寄存器， TVAL隨著system conter值的增加而減小.
  CVAL = TVAL + System Counter
  Timer Condition Met: CVAL <= System Count

3.4、中斷

timer產(chǎn)生的中斷，只可以routing到當(dāng)前core

timer中斷的控制，在CTL寄存器中
? ENABLE – Enables the timer.
? IMASK – Interrupt mask. Enables or disables interrupt generation.
? ISTATUS – When ENABLE==1, reports whether the timer is firing (CVAL <= System Count).
Must set ENABLE to 1 and clear IMASK to 0

The interrupt ID (INTID)由SBSA文檔定義推薦的值， 注：Server Base System Architecture (SBSA)

中斷產(chǎn)生之后，會(huì)持續(xù)輸出中斷，直到如下條件發(fā)生:
? IMASK is set to one, which masks the interrupt.
? ENABLE is cleared to 0, which disables the timer.
? TVAL or CVAL is written, so that firing condition is no longer met.

所以在產(chǎn)生一個(gè)timer中斷后，軟件需要在該中斷變?yōu)閐eactivating之前，清除該中斷。

3.5、Timer virtualization

Virtual Count = Physical Count -
CNTVOFF_EL2配置offset，CNTVOFF_EL2只可以在EL3或EL2中訪問(wèn)

如果EL2沒(méi)有使用，那么offset為0,此時(shí)虛擬counter和物理conter值相等

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的12-Generic Timer的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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