Generic timer

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我是靠谱客的博主跳跃自行车，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Generic timer，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

Reference: Linux时间子系统之（十七）：ARM generic timer驱动代码分析 - ArnoldLu - 博客园 (cnblogs.com)

Timer其实就是定时器，它可以定义一段指定的时间，当时间到了，就会assert一个外部的输出信号

溢出时间至少40年？？？ REF_CLK=25M/100M, 64bit gray code.能有40年？要算一下

处理器可以通过CNTPCT寄存器来获取system counter的当前值，我们称之physical counter。
有physical就有virtual，processor可以通过CNTVCT寄存器访问virtual counter
对于不支持security extension和virtualization extension的系统，virtual counter和physical counter是一样的值。

每个processor都会附着多个timer 处理逻辑

（1）对于不支持security extension的SOC（不支持security extension也就意味着不支持virtualization extension），timer实际上有两个，一个是physical timer，另外一个是virtual timer。虽然有两个，不过从行为上看，virtual timer和physical timer行为一致

（2）对于支持security extension但不支持virtualization extension的SOC，每个cpu有三个timer：Non-secure physical timer，Secure physical timer和virtual timer

（3）对于支持virtualization extension的SOC，每个cpu有四个timer：Non-secure PL1 physical timer，Secure PL1 physical timer，Non-secure PL2 physical timer和virtual timer

PL1是什么？

每个timer都会有三个寄存器（我们用physical timer为例描述）：

（1）64-bit CompareValue register。该寄存器配合system counter可以实现一个64 bit unsigned upcounter。如果physical counter - CompareValue >= 0的话，触发中断。也就是说，CompareValue register其实就是一个64比特的upcounter，设定为一个比当前system counter要大的值，随着system counter的不断累加，当system counter value触及CompareValue register设定的值的时候，便会向GIC触发中断。

（2）32-bit TimerValue register。该寄存器配合system counter可以实现一个32 bit signed downcounter（有的时候，使用downcounter会让软件逻辑更容易，看ARM generic timer的设计人员考虑的多么周到）。开始的时候，我们可以设定TimerValue寄存器的值为1000（假设我们想down count 1000，然后触发中断），向该寄存器写入1000实际上也就是设定了CompareValue register的值是system counter值加上1000。随着system counter的值不断累加，TimerValue register的值在递减，当值<=0的时候，便会向GIC触发中断

（3）32-bit控制寄存器。该寄存器主要对timer进行控制，具体包括：enable或是disable该timer，mask或者unmask该timer的output signal（timer interrupt）

各个processor的各个Timer都可以产生中断，因此它和GIC有接口。当然，由于timer的中断是属于各个CPU的，因此使用PPI类型的中断，具体可以参考GIC文档。当然，如果让timer触发中断，当然要确保该timer是enable并且是umask的。

此外，有些系统不支持协处理的访问，这种情况下又想给系统增加ARM generic timer的功能，这时候必须使用memory mapped register的方式来访问ARM generic timer的所有硬件block（包括system counter和per cpu的timer）。这时候，在访问timer硬件的时候虽然性能不佳，但总是好过功能丧失。 utility bus?