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ARM Linux中断机制之中断的初始化
阅读量:4052 次
发布时间:2019-05-25

本文共 7161 字,大约阅读时间需要 23 分钟。

一,认识几个重要结构体:

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 int  irq;//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


 irq_flow_handler_t handle_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; //中断服务例程链表
 unsigned int  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 int  depth; 
 unsigned int  wake_depth; * 唤醒次数 */ 
 unsigned int  irq_count; /* 发生的中断次数 */ 
 unsigned long  last_unhandled; 
 unsigned int  irqs_unhandled;
 spinlock_t  lock;
#ifdef CONFIG_SMP
 cpumask_var_t  affinity;
 unsigned int  cpu;
#ifdef CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ
 cpumask_var_t  pending_mask;
#endif
#endif
 atomic_t  threads_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;


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);

 
#ifdef CONFIG_IRQ_RELEASE_METHOD
 void  (*release)(unsigned int irq, void *dev_id);
#endif
 
 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;  
 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;  
 void *dev_id;  
 struct irqaction *next;  
 int irq;   
 struct proc_dir_entry *dir;  
 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

ARM Linux中断机制之中断的初始化 - 尘 - 学习点滴
 
二,中断初始化过程
 
中断机制的初始化通过 两个函数完成:early_trap_init()和init_IRQ(),在此我们先讨论函数init_IRQ()。
//函数
init_IRQ在文件linux/arch/arm/kernel/irq.c中实现。
void __init init_IRQ(void)

{

 
int irq;
 
for (irq = 0; irq < NR_IRQS; irq++)

 
 
irq_desc[irq].status |= IRQ_NOREQUEST | IRQ_NOPROBE;
#ifdef CONFIG_SMP

 
cpumask_setall(bad_irq_desc.affinity);

 
bad_irq_desc.cpu = smp_processor_id();

#endif

 
init_arch_irq();

}
//函数s3c24xx_init_irq在文件linux/arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c中实现
void __init s3c24xx_init_irq(void)

{

 
unsigned long pend;

 
unsigned long last;

 
int irqno;

 
int i;
 
irqdbf("s3c2410_init_irq: clearing interrupt status flags\n");
 
 
last = 0;

 
for (i = 0; i < 4; i++) {

 
 
pend = __raw_readl(S3C24XX_EINTPEND);
 
 
if (pend == 0 || pend == last)

 
 
 
break;
 
 
__raw_writel(pend, S3C24XX_EINTPEND); 
//清除外部中断寄存器EINTPEND中的请求标志,

 
 
printk("irq: clearing pending ext status x\n", (int)pend);

 
 
last = pend;

 
}
 
last = 0;

。。。。。。
 
 //设置各中断的底层硬件操作函数集desc->chip,中断上层处理函数desc->handle_irq
 
for (irqno = IRQ_EINT4t7; irqno <= IRQ_ADCPARENT; irqno++) {

 
 
 
 
switch (irqno) {

 
 
 
 
 
case IRQ_EINT4t7:

 
 
case IRQ_EINT8t23:

 
 
case IRQ_UART0:

 
 
case IRQ_UART1:

 
 
case IRQ_UART2:

 
 
case IRQ_ADCPARENT:

 
 
 
set_irq_chip(irqno, &s3c_irq_level_chip);

 
 
 
set_irq_handler(irqno, handle_level_irq);

 
 
 
break;
 
 
case IRQ_RESERVED6:

 
 
case IRQ_RESERVED24:

 
 
 

 
 
 
break;
 
 
default:

 
 
 
//irqdbf("registering irq %d (s3c irq)\n", irqno);

 
 
 
set_irq_chip(irqno, &s3c_irq_chip);

 
 
 
set_irq_handler(irqno, handle_edge_irq);

 
 
 
set_irq_flags(irqno, IRQF_VALID);

 
 
}

 
}
 //以下几个中断都有多个中断源,每一个中断源也都有各自的中断号,它们的多个中断源中任意一个产生中断
//该中断都会被触发,而不是直接出发子中断。这几个中断并不处理中断函数,它们的中作是计算子中断的中断号,
//并根据子中断的中断号在数组irq_desc[NR_IRQS]中去找出该中断号对应的irq_desc结构,并调用该结构中的中断处理函数。
 
set_irq_chained_handler(IRQ_EINT4t7, s3c_irq_demux_extint4t7);

 
set_irq_chained_handler(IRQ_EINT8t23, s3c_irq_demux_extint8);
 
set_irq_chained_handler(IRQ_UART0, s3c_irq_demux_uart0);

 
set_irq_chained_handler(IRQ_UART1, s3c_irq_demux_uart1);

 
set_irq_chained_handler(IRQ_UART2, s3c_irq_demux_uart2);

 
set_irq_chained_handler(IRQ_ADCPARENT, s3c_irq_demux_adc);
 
。。。。。。
 
 
for (irqno = IRQ_EINT4; irqno <= IRQ_EINT23; irqno++) {

 
 
irqdbf("registering irq %d (extended s3c irq)\n", irqno);

 
 
set_irq_chip(irqno, &s3c_irqext_chip); 
 
//设置子中断的硬件操作函数集

 
 
set_irq_handler(irqno, handle_edge_irq); 
//设置子中断的上层处理函数

 
 
set_irq_flags(irqno, IRQF_VALID);

 
}
 
。。。。。。
 

}

 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; 

 

 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 += (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


#define IRQ_DISABLED 2

#define IRQ_PENDING 4
#define IRQ_REPLAY 8
#define IRQ_WAITING 32

*/

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

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

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