armv7 generic timer使用筆記

generic timer介紹

armv7-A架構中每個CPU核心都包含自己的私有定時器，所有cpu的定時器共享一個System counter， System counter負責產生計數，傳遞到每個核心的私有定時器，架構如下圖所示：

該定時器可以產生中斷，作為系統心跳使用，類似于cortex-M的systick，詳細的中斷號在DDI0471B_gic400_r0p1_trm.pdf中有說明，下面PPI中斷號的截圖說明：

gtimer寄存器介紹

armv7-A架構中generic timer寄存器如下圖所示：

在ARMv7-A中定義了不同的特權級別,分別是PL0， PL1， PL2，PL0是普通用戶模式，在PL1、PL2模式下分別有對應的定時器。

下面介紹PL1模式下的定時器，也就是svc、FIQ模式下的定時器,rt-thread的宏內核版本運行在svc模式下，所以我們著重研究PL1物理定時器的使用。

關鍵寄存器說明

CNTFRQ寄存器是定時器頻率值，這個需要根據實際的硬件情況設置，在全志平臺上是24M，這個必須設置, 操作寄存器的內聯匯編代碼：

asm volatile("MCR p15, 0 , %0, c14, c0, 0" : : "r" (Rt) : "memory" )

CNTPCT是物理計數器寄存器，這個寄存器是64位的，寄存器值會一直累加，根據CNTFRQ寄存器中的頻率進行累加，所以這個值可以作為時間tick來使用，在一些需要簡短的延時場景可以借助這個計數器。獲取計數器值的代碼：

uint64_t get_arch_counter(void)
{
uint32_t low=0, high = 0;
asm volatile("mrrc p15, 0, %0, %1, c14"

CNTP_TVAL寄存器, 這個寄存器一般在開啟gtimer的中斷時使用。

寫入CNTP_TVAL寄存器時，硬件會自動把該值加上System Counter的值，一并寫入CNTP_CVAL寄存器中，作為下一次中斷的時基。內聯匯編偽代碼如下：

asm volatile("MCR p15, 0 , %0, c14, c2, 0" : : "r" (Rt) : "memory" )

特別說明

CNTP_CVAL = CNTP_TVAL + System Counter。

CNTP_CVAL寄存器，該寄存器是比較寄存器，當System Counter的值大于等于CNTP_CVAL的值時產生中斷，如果需要改寫此寄存器的值可以，通過寫入CNTP_TVAL來實現，避免讀改寫寄存器的繁瑣操作。

CNTP_CTL是PL1物理定時器的控制寄存器, 操作的內聯匯編代碼如下：

asm volatile("MCR p15, 0 , %0, c14, c2,

CNTP_CTL寄存器控制位說明：

其中bit0負責使能定時器，bit1是否打開中斷信號。

PL1物理定時器的中斷號，在全志平臺是29，其他CPU平臺待驗證。

詳細gtimer操作代碼可以參考rt-thread源碼目錄中libcpu->cortex-a中的gtimer.c文件。