移植 u-boot-2020.07 到 iTOP-4412（五）使用 UART 中断进行优化

写在前面

   经过前面第四篇文章（移植 u-boot-2020.07 到 iTOP-4412（四）支持中断），主要目的还是为了能在 u-boot 打开 UART 中断，改善 console 的手感。现在 UART 中断虽然已经正确打开使用，但是手感仍然极差，现象是接受到 RX 中断后，立即 TX 一个字母，可以观察到 RX 中断接收正常，但 TX 却没有按预期工作，可能会正确接收几个中断后才发送一次 TX。

   该现象目前没找到 BUG 在哪，准备换一个串口转 usb 的线，如果是这个原因的话那真是太坑了（CH340 一生黑），之后更新结果。

后记：
   果然 CH340 就是比较 LJ，换了 40 块钱的绿联 serial 转 usb 就好了。

   所以把波特率改到了 230400 ，特别好用。

一、目标

1. 提供通用中断例程
2. 打开 UART 中断，使用 UART 的中断进行 RXTX。
3. 软件提供 UART RXTX buff，系统 printf 只将字符写入该 buff ，发送接收由中断进行
4. 提供 spin_lock 保护 buff，因为 buff 为中断和非中断都使用的共享内存。

二、中断通用例程

   Exynos-4412 共支持 160 个中断源，当然我们这里只对 irq 进行支持。

   对中断进行统一的管理，先注册中断 callback，进入中断后找到对应的 callback。

   pt_regs 参数为 SVC/USR 模式的寄存器信息。

typedef int (*irq_cb_t) (int irq, void * data);
struct irq_entry
{
	irq_cb_t callback;
	void *   data;
};
static struct irq_entry irq_list[MAX_IRQ_NUMBER];

int register_irq(int irq, irq_cb_t cb, void * data)
{
	if(irq < 0 || irq >= MAX_IRQ_NUMBER)
		return -EFAULT;
	if(cb == NULL)
		return -EFAULT;
	if(irq_list[irq].callback != NULL)
		return -EFAULT;

	irq_list[irq].callback = cb;
	irq_list[irq].data = data;
	return 0;
}

int xhr4412_do_irq(struct pt_regs *pt_regs)
{
	static ulongx irq_count = 0;
	static ulongx irq_null_cb_count = 0;
	struct irq_entry * entry;
	int cpu = getl(ICCIAR_CPU0);
	int irq = cpu & 0x3FF;
	int ret;
	cpu &= ~0x3FF;
	irq_count++;
	if(irq < MAX_IRQ_NUMBER) {
		entry = &irq_list[irq];

		if(entry->callback != NULL) {
			ret = entry->callback(irq, entry->data);
		} else {
			printf("\nnull irq_cb, irq_count = (%lu/%lu) cpu = %d irq = %d\n",
				++irq_null_cb_count, irq_count, cpu, irq);
			ret = -ENOTTY;
		}
	} else {
		printf("\nirq num is invalid, cpu = %d irq = %d\n", cpu, irq);
		ret = -EFAULT;
	}
	setl(ICCEOIR_CPU0, cpu | irq);
	return ret;
}

三、UART 中断

   注册 UART 中断处理函数。初始化 UART ，打开 UART 中断使能，CPU 中断使能等。

   这里要主要一下 u-boot 对 serial 的初始化时机，这个问题卡了我一些时间。可以多读一下 u-boot 的官方文档和源码。

• [u-boot 2020.07] README
• [uboot] （番外篇）uboot之fdt介绍

   同时涉及了设备树、u-boot DM 模型（类似 linux）、重定位等方面。

   简单来说 serial 会在 common/board_f.c 初始化一次，然后在 common/board_r.c 再初始化一次，第一次初始化时，代码还没有重定位完毕，所以不能使用全局变量，这时不应该使用软件 buff。

   这里我处理得并不好，只是简单的通过 global_data 来实现了区分两次初始化，更一般的做法是应该遵循 u-boot 的 DM 模型。

四、共享 buff

   因为 buff 是通过队列的形式保存数据，所以中断和非中断都会对它操作，所以需要对共享的部分进行互斥。我自己实现了简单的 lock，不过 u-boot 也有提供 linux 类似的 spin_lock。

   不知道如何测试是否正确，不过目前看起来还没有问题，如果发现问题也请联系我，谢谢。

static inline void spin_lock_xhr(void)
{
	ulongx cpsr = 0;
	ulongx mode;
	__asm__ __volatile__ ( 
		"mrs %0, cpsr\n\t"
		"and %1, %0, #0x1F\n\t"
		: "+r" (cpsr), "=r" (mode)
		:);
	if(mode == ARM_MOD_SVC || mode == ARM_MOD_USR)
	{
		__asm__ __volatile__ ( 
			"orr %0, %0, #0x80\n\t"
			"msr cpsr, %0\n\t" : : "r" (cpsr));
	}
}

static inline void spin_unlock_xhr(void)
{
	ulongx cpsr = 0;
	ulongx mode;
	__asm__ __volatile__ ( 
		"mrs %0, cpsr\n\t"
		"and %1, %0, #0x1F\n\t"
		: "+r" (cpsr), "=r" (mode)
		:);
	if(mode == ARM_MOD_SVC || mode == ARM_MOD_USR)
	{
		__asm__ __volatile__ ( 
			"bic %0, %0, #0x80\n\t"
			"msr cpsr, %0\n\t" : : "r" (cpsr));
	}
}

五、效果

目前还是效果不佳，虽然是中断，但是感觉是硬件有问题？


效果不佳，先加一个配置选项，默认不选该功能。

六、最后

   果然，几块钱的 CH340 不太行，换了 40 块钱的绿联后就好了。。也不会感觉卡顿了。。