ARM Linux中断机制之中断的初始化

1.中断描述符

对于每一条中断线都由一个irq_desc结构来描述。

//在include/linux/irq.h中

struct irq_desc {
unsigned intirq;//中断号
struct timer_rand_state *timer_rand_state;
unsigned int *kstat_irqs;
#ifdef CONFIG_INTR_REMAP
struct irq_2_iommu *irq_2_iommu;
#endif

/*

在kernel/irq/chip.c中实现了5个函数：handle_simple_irq(),handle_level_irq(),
handle_edge_irq(),handle_fasteoi_irq()以及handle_percpu_irq()。 handle_irq指针可
以指向这5个函数中的一个， 选择一种中断事件处理策略， 这是通过函数set_irq_handler()
完成的

*/
irq_flow_handler_thandle_irq;//上层中断处理函数，
struct irq_chip*chip;//底层硬件操作
struct msi_desc*msi_desc;
void*handler_data;//附加参数，用于handle_irq
void*chip_data;//平台相关附加参数，用于chip
struct irqaction*action;/* IRQ action list*///中断服务例程链表
unsigned intstatus;/* IRQ status *///中断当前的状态

//中断关闭打开层数调用一次disable_irq( ) ，depth加1；调用一次enable_irq( )该值减1，

//如果depth等于0就开启这条中断线，如果depth大于0就关闭中断线。

unsigned intdepth;
unsigned intwake_depth;////* 唤醒次数 */
unsigned intirq_count;/* 发生的中断次数 */
unsigned longlast_unhandled;/* Aging timer for unhandled count */
unsigned intirqs_unhandled;
spinlock_tlock;
#ifdef CONFIG_SMP
cpumask_var_taffinity;
unsigned intcpu;
#ifdef CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ
cpumask_var_tpending_mask;
#endif
#endif
atomic_tthreads_active;
wait_queue_head_t wait_for_threads;
#ifdef CONFIG_PROC_FS
struct proc_dir_entry*dir;///proc/irq/ 入口
#endif
const char*name;///proc/interrupts 中显示的中断名称
} ____cacheline_internodealigned_in_smp;

/*在kernel/irq/handle.c中有个全局irq_desc数组，描述了系统中所有的中断线：

struct irq_desc irq_desc[NR_IRQS] __cacheline_aligned_in_smp = {
[0 ... NR_IRQS-1] = {
.status = IRQ_DISABLED,
.chip = &no_irq_chip,
.handle_irq = handle_bad_irq,
.depth = 1,
.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(irq_desc->lock),
}
};

NR_IRQS为最大中断数对于s3c2410芯片，在文件arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/irqs.h中定义如下：

#ifdef CONFIG_CPU_S3C2443
#define NR_IRQS (IRQ_S3C2443_AC97+1)
#else
#define NR_IRQS (IRQ_S3C2440_AC97+1)//每一个中断源都对应一个irq_desc结构体。
#endif

*/

2. 中断硬件操作函数集

//在include/linux/irq.h中定义

//该结构体中各函数在文件linux/arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c中实现

struct irq_chip {
const char*name;//用于 /proc/interrupts
unsigned int(*startup)(unsigned int irq);//默认为 enable 如果为NULL
void(*shutdown)(unsigned int irq);//默认为 disable 如果为NULL
void(*enable)(unsigned int irq);//允许中断，默认为 unmask 如果为NULL
void(*disable)(unsigned int irq);//禁止中断，默认为 mask如果为 NULL

void(*ack)(unsigned int irq);//响应一个中断，清除中断标志
void(*mask)(unsigned int irq);//mask 一个中断源，通常是关闭中断
void(*mask_ack)(unsigned int irq);//响应并 mask 中断源
void(*unmask)(unsigned int irq);//unmask 中断源
void(*eoi)(unsigned int irq);

void(*end)(unsigned int irq);
void(*set_affinity)(unsigned int irq,
const struct cpumask *dest);
int(*retrigger)(unsigned int irq);
int(*set_type)(unsigned int irq, unsigned int flow_type);//设置中断触发方式 IRQ_TYPE_LEVEL
int(*set_wake)(unsigned int irq, unsigned int on);

/* Currently used only by UML, might disappear one day.*/
#ifdef CONFIG_IRQ_RELEASE_METHOD
void(*release)(unsigned int irq, void *dev_id);
#endif
/*
* For compatibility, ->typename is copied into ->name.
* Will disappear.
*/
const char*typename;
};

3.中断处理例程描述符

//在include/linux/interrupt.h中

struct irqaction {
irq_handler_t handler;/* 具体的中断处理程序 */
unsigned long flags;//用一组标志描述中断线与 I/O 设备之间的关系。
cpumask_t mask;
const char *name;/* 名称，会显示在/proc/interreupts中 */
void *dev_id;/* 设备ID，用于区分共享一条中断线的多个处理程序 ,以便从共享中断线的诸多中断处理程序中删除指定的那一个*/
struct irqaction *next;/* 指向下一个irq_action结构 */
int irq;/* 中断通道号 */
struct proc_dir_entry *dir; /* procfs目录 */
irq_handler_t thread_fn;
struct task_struct *thread;
unsigned long thread_flags;
};

这三个结构体间的关系表示如下

比如此时外部中断10产生了中断，中断号为IRQ_EINT8t23的中断被触发，执行函数s3c_irq_demux_extint8()。

static void
s3c_irq_demux_extint8(unsigned int irq,
struct irq_desc *desc)
{
unsigned long eintpnd = __raw_readl(S3C24XX_EINTPEND);
unsigned long eintmsk = __raw_readl(S3C24XX_EINTMASK);

eintpnd &= ~eintmsk;
eintpnd &= ~0xff;/* ignore lower irqs */

/* we may as well handle all the pending IRQs here */

while (eintpnd) {
irq = __ffs(eintpnd);//计算该中断在外部中断寄存器EINTPEND中的偏移量
eintpnd &= ~(1<

irq += (IRQ_EINT4 - 4);//根据这个偏移量重新计算中断号
generic_handle_irq(irq);//根据重新计算的中断号获取对应的结构体irq_desc，并调用它的上层中断处理函数。
}

}

static inline void generic_handle_irq_desc(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
#ifdef CONFIG_GENERIC_HARDIRQS_NO__DO_IRQ
desc->handle_irq(irq, desc);//直接调用上层中断处理函数
#else
if (likely(desc->handle_irq))
desc->handle_irq(irq, desc);
else
__do_IRQ(irq);//通用中断处理函数，该函数最终调用desc->handle_irq(irq, desc);
#endif
}

上层中断处理函数

上层中断处理函数有5个分别为：handle_simple_irq(),handle_level_irq(),
handle_edge_irq(),handle_fasteoi_irq()以及handle_percpu_irq()。

这几个函数在文件kernel/irq/chip.c中实现。常用的有两个handle_level_irq(),和handle_edge_irq()。

这5个上层中断处理函数都是通过调用函数handle_IRQ_event()来做进一步处理。

irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct irqaction *action)
{
irqreturn_t ret, retval = IRQ_NONE;
unsigned int status = 0;

if (!(action->flags & IRQF_DISABLED))
local_irq_enable_in_hardirq();

do {

。。。。。。

ret = action->handler(irq, action->dev_id);//执行中断处理函数。

。。。。。。

retval |= ret;
action = action->next;
} while (action);//调用该中断线上的所有例程

if (status & IRQF_SAMPLE_RANDOM)
add_interrupt_randomness(irq);
local_irq_disable();

return retval;
}

void
handle_level_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
struct irqaction *action;
irqreturn_t action_ret;

。。。。。。

desc = irq_remap_to_desc(irq, desc);

。。。。。。

action = desc->action;

action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);

。。。。。。

}

void
handle_edge_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
spin_lock(&desc->lock);

。。。。。。
desc = irq_remap_to_desc(irq, desc);
。。。。。。
desc->status |= IRQ_INPROGRESS;

do {
struct irqaction *action = desc->action;
。。。。。。

desc->status &= ~IRQ_PENDING;
spin_unlock(&desc->lock);
action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);
if (!noirqdebug)
note_interrupt(irq, desc, action_ret);
spin_lock(&desc->lock);

//该函数与函数handle_level_irq不太一样的是，该函数多了一个循环。即如果在本次中断

//的处理过程中该中断线上又有中断产生,则再次执行该中断线上的处理例程

/*

以下是5个常用的中断线状态。

#define IRQ_INPROGRESS 1 /* 正在执行这个 IRQ 的一个处理程序 */
#define IRQ_DISABLED 2 /* 由设备驱动程序已经禁用了这条 IRQ 中断线 */

#define IRQ_PENDING 4 /* 一个 IRQ 已经出现在中断线上，且被应答，但还没有
为它提供服务 */
#define IRQ_REPLAY 8 /* 当 Linux 重新发送一个已被删除的 IRQ 时 */
#define IRQ_WAITING 32 /* 当对硬件设备进行探测时，设置这个状态以标记正在被
测试的 irq */

*/

} while ((desc->status & (IRQ_PENDING | IRQ_DISABLED)) == IRQ_PENDING);

desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS;
out_unlock:
spin_unlock(&desc->lock);
}