1. Generic Timer介绍
参考资料：
ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf
《B8: The Generic Timer》 * 《D5: System Level Implementation of the Generic Timer》
STM32MP157芯片手册DM00327659.pdf
《46 System timer generator (STGEN)》
Linux时间子系统之（十七）：ARM generic timer驱动代码分析
1.1 硬件结构
在操作系统中，需要一个系统时钟，各类芯片都有自己的定时器，它们的编程方法互不相同，这给系统移植带来麻烦。 Generic Timer是ARM推荐的一种硬件实现实现，可以实现统一的编程方法。 Generic Timer分为两部分：共享的System Counter、各个Processor专有的Timer。
System Counter：给所有Processor提供统一的时间
Timer：可以设置周期性的事件，给Processor提供中断信号
下图是Generic Timer的硬件框图，
红线表示时钟：System counter是时钟源，进入Porcessor中的Timer。
蓝线表示中断：Porcessor中的Timer产生的中断进入GIC，作为PPI(Private Peripheral Interrupt)传给Processor。 System Counter是系统级别的(System Level)，给整个系统提供时钟，可以使用Memeory Mapped的寄存器来访问。
每个Processor里都有一个Timer，这些Timer可以发出周期性的中断，给Processor提供系统时钟。Timer需要使用CP15协处理器命令来访问。
1.1.1 System Counter特性
| 规格 | 描述 |
| 位宽(Width) | 至少56位，跟硬件实现。 读取时，可以得到64位的数值。 |
频率(Frequency) |
1M～50MHz，增加值可以调整： 比如时钟为8MHz时，每来一个时钟计数值增加1， 设置为4MHz时，每来一个时钟计数值增加2， 降低频率时可以降低功耗，同时增加步进值以维持时钟精度 |
| 溢出(Roll-over) | 不少于40年 |
| 精度(Accuracy) | 推荐：误差在24小时内不超过10秒 |
| 复位值(Start-up) | 从0开始 |
1. 两种访问方式
SystemCounter是给所有Processor使用的，它有两种访问方式：
CP15协处理器命令：某个Processor去访问它时可以使用CP15协处理器命令。
MemoryMapped寄存器：
既然它是给所有Processor使用的，那么应该提供更高级的访问方法(System Level)
而且有些Processor并没有实现CP15，所有也应该提供MemoryMapped的方法
2. CP15寄存器
下面这个表格列出了所有的寄存器，包括SystemCounter和Timer，不仅仅是SystemCounter。
3. MemoryMapped寄存器
这些寄存器在下列手册描述得比较清楚：
DM00327659.pdf的《46 System timer generator (STGEN)》
ARM ArchitectureReference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition.pdf的Table D5-1(下图)：
在u-boot代码中可以看到这样的结构体：
/* System Counter */ struct sctr_regs { u32 cntcr; // control register, 启动/停止 u32 cntsr; // status register, 是否启动/停止, 使用哪个频率 u32 cntcv1; // count value lower register u32 cntcv2; // count value upper register, cntcv1和cntcv2组成64位的计数值 u32 resv1[4]; u32 cntfid0; // base frequency register, 必须等于SystemCounter的输入频率 u32 cntfid1; // cntfid1和cntfid2：其他频率 u32 cntfid2; u32 resv2[1001]; u32 counterid[1]; };
1.1.2 Timer特性
每个Processor都有一个Timer，它有3个寄存器，只能使用协处理器命令方位(CP15)：
64位的比较寄存器(CVAL)：当SystemCounter的值等于它时，产生事件(中断)
SystemCounter总是增长的，所以Timer的64位比较寄存器也只能设置为大于SystemCounter的值
被称为upcounter
32位的TimerValue寄存器(TVAL)
它是downconter
比如设置为1000，表示再经过1000个时钟之后，就会产生事件(中断)
实质是：设置64位的比较寄存器，让它等于SystemCounter+1000
32位的控制寄存器(CTL)
使能/禁止Timer
使能输出：是否能产生事件(中断) * 状态：是否能产生了事件(中断)
1.2 SystemCounter时钟源
SystemCounter的时钟源，跟芯片设计相关。
以STM32MP157为例：
1.3 使用方法
设置时钟源：芯片相关，一般u-boot里做好了
设置/启动SystemCounter
设置Processor的Timer：
设置比较值、使能中断、使能Timer
注册中断处理函数
2. GenericTimer源码分析
2.1 GenericTimer使用方法
设置时钟源：芯片相关，一般u-boot里做好了
设置/启动SystemCounter：一般u-boot里做好了
设置Processor的Timer：
设置比较值、使能中断、使能Timer
注册中断处理函数
2.2 源码分析
代码：kernel\liteos_a\platform\hw\arm\timer\arm_generic\arm_generic_timer.c
2.2.1 初始化
它做了2件事：
读出SystemCounter的频率：以后设置中断周期时要用
注册中断处理函数
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID HalClockInit(VOID) { UINT32 ret; g_sysClock = HalClockFreqRead(); ret = LOS_HwiCreate(OS_TICK_INT_NUM, MIN_INTERRUPT_PRIORITY, 0, OsTickEntry, 0); if (ret != LOS_OK) { PRINT_ERR("%s, %d create tick irq failed, ret:0x%x\n", __FUNCTION__, __LINE__, ret); } }
2.2.2 启动Timer
它做了2件事：
使能中断：中断号是29
设置TimerValue寄存器：
OS_CYCLE_PER_TICK = g_sysClock / 100，也就是10MS之后产生中断
设置TimerValue寄存器的实质，就是设置比较寄存器(CVAL) =当前SystemCounter值 +
OS_CYCLE_PER_TICK LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID HalClockStart(VOID) { HalIrqUnmask(OS_TICK_INT_NUM); /* triggle the first tick */ TimerCtlWrite(0); TimerTvalWrite(OS_CYCLE_PER_TICK); TimerCtlWrite(1); }
2.2.3 中断处理
它做了2件事：
调用OsTickHandler
设置下一次中断时间：
设置比较寄存器(CVAL) = 当前比较寄存器值 + OS_CYCLE_PER_TICK
为什么不是当前SystemCounter值 + OS_CYCLE_PER_TICK？
因为处理中断也是要时间的，SystemCounter值一直在增加
要让两次中断的间隔非常精确的话，要使用发生中断时的SystemCounter值，也就是比较寄存器的当前值
LITE_OS_SEC_TEXT VOID OsTickEntry(VOID) { TimerCtlWrite(0); OsTickHandler(); /* * use last cval to generate the next tick's timing is * absolute and accurate. DO NOT use tval to drive the * generic time in which case tick will be slower. */ TimerCvalWrite(TimerCvalRead() + OS_CYCLE_PER_TICK); TimerCtlWrite(1); }
