armv7 generic timer使用笔记

generic timer介绍

armv7-A架构中每个CPU核心都包含自己的私有定时器，所有cpu的定时器共享一个System counter， System counter负责产生计数，传递到每个核心的私有定时器，架构如下图所示：

该定时器可以产生中断，作为系统心跳使用，类似于cortex-M的systick，详细的中断号在DDI0471B_gic400_r0p1_trm.pdf中有说明，下面PPI中断号的截图说明：

gtimer寄存器介绍

armv7-A架构中generic timer寄存器如下图所示：

在ARMv7-A中定义了不同的特权级别,分别是PL0， PL1， PL2，PL0是普通用户模式，在PL1、PL2模式下分别有对应的定时器。

下面介绍PL1模式下的定时器，也就是svc、FIQ模式下的定时器,rt-thread的宏内核版本运行在svc模式下，所以我们着重研究PL1物理定时器的使用。

关键寄存器说明

CNTFRQ寄存器是定时器频率值，这个需要根据实际的硬件情况设置，在全志平台上是24M，这个必须设置, 操作寄存器的内联汇编代码：

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

CNTPCT是物理计数器寄存器，这个寄存器是64位的，寄存器值会一直累加，根据CNTFRQ寄存器中的频率进行累加，所以这个值可以作为时间tick来使用，在一些需要简短的延时场景可以借助这个计数器。获取计数器值的代码：

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

: "=r" (low), "=r" (high)
: "memory");
return (((uint64_t)high)<<32
}

CNTP_TVAL寄存器, 这个寄存器一般在开启gtimer的中断时使用。

写入CNTP_TVAL寄存器时，硬件会自动把该值加上System Counter的值，一并写入CNTP_CVAL寄存器中，作为下一次中断的时基。内联汇编伪代码如下：

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

特别说明

CNTP_CVAL = CNTP_TVAL + System Counter。

CNTP_CVAL寄存器，该寄存器是比较寄存器，当System Counter的值大于等于CNTP_CVAL的值时产生中断，如果需要改写此寄存器的值可以，通过写入CNTP_TVAL来实现，避免读改写寄存器的繁琐操作。

CNTP_CTL是PL1物理定时器的控制寄存器, 操作的内联汇编代码如下：

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

CNTP_CTL寄存器控制位说明：

其中bit0负责使能定时器，bit1是否打开中断信号。

PL1物理定时器的中断号，在全志平台是29，其他CPU平台待验证。

详细gtimer操作代码可以参考rt-thread源码目录中libcpu->cortex-a中的gtimer.c文件。