作者：劉洪濤，華清遠(yuǎn)見(jiàn)嵌入式學(xué)院金牌講師。

四、中斷處理模型

要想弄清楚desc->handle_IRq(irq, desc)和我們注冊(cè)的中斷有什么關(guān)聯(lián)，就要了解中斷處理模型了。

4.1 中斷處理模型結(jié)構(gòu)

中斷處理模型如下圖所示，

其中NR_IRQS表示最大的中斷號(hào)，在include/asm/arch/irq.h中定義。

irq_desc［］是一個(gè)指向irq_desc_t結(jié)構(gòu)的數(shù)組， irq_desc_t結(jié)構(gòu)是各個(gè)設(shè)備中斷服務(wù)例程的描述符。Irq_desc_t結(jié)構(gòu)體中的成員action指向該中斷號(hào)對(duì)應(yīng)的irqaction結(jié)構(gòu)體鏈表。Irqaction結(jié)構(gòu)體定義在include/linux/interrupt.h中，如下：

truct irqaction {

irq_handler_t handler; //中斷處理函數(shù)，注冊(cè)時(shí)提供

unsigned long flags; //中斷標(biāo)志，注冊(cè)時(shí)提供

CPUmask_t mask; //中斷掩碼

const char *name; //中斷名稱

void *dev_id; //設(shè)備id，本文后面部分介紹中斷共享時(shí)會(huì)詳細(xì)說(shuō)明這個(gè)參數(shù)的作用

struct irqaction *next; //如果有中斷共享，則繼續(xù)執(zhí)行，

int irq; //中斷號(hào)，注冊(cè)時(shí)提供

struct proc_dir_entry *dir; //指向IRQn相關(guān)的/proc/irq/n目錄的描述符

};

在注冊(cè)中斷號(hào)為irq的中斷服務(wù)程序時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)注冊(cè)參數(shù)封裝相應(yīng)的irqaction結(jié)構(gòu)體。并把中斷號(hào)為irq的irqaction結(jié)構(gòu)體寫(xiě)入irq_desc [irq]->action。這樣就把設(shè)備的中斷請(qǐng)求號(hào)與該設(shè)備的中斷服務(wù)例程irqaction聯(lián)系在一起了。樣當(dāng)CPU接收到中斷請(qǐng)求后，就可以根據(jù)中斷號(hào)通過(guò)irq_desc []找到該設(shè)備的中斷服務(wù)程序。

4.2 中斷共享的處理模型

共享中斷的不同設(shè)備的iqraction結(jié)構(gòu)體都會(huì)添加進(jìn)該中斷號(hào)對(duì)應(yīng)的irq_desc結(jié)構(gòu)體的action成員所指向的irqaction鏈表內(nèi)。當(dāng)內(nèi)核發(fā)生中斷時(shí)，它會(huì)依次調(diào)用該鏈表內(nèi)所有的handler函數(shù)。因此，若驅(qū)動(dòng)程序需要使用共享中斷機(jī)制，其中斷處理函數(shù)必須有能力識(shí)別是否是自己的硬件產(chǎn)生了中斷。通常是通過(guò)讀取該硬件設(shè)備提供的中斷flag標(biāo)志位進(jìn)行判斷。也就是說(shuō)不是任何設(shè)備都可以做為中斷共享源的，它必須能夠通過(guò)的它的中斷flag判斷出是否發(fā)生了中斷。

中斷共享的注冊(cè)方法是：

int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,

IRQF_SHARED, const char *devname, void *dev_id)

很多權(quán)威資料中都提到，中斷共享注冊(cè)時(shí)的注冊(cè)函數(shù)中的dev_id參數(shù)是必不可少的，并且dev_id的值必須唯一。那么這里提供唯一的dev_id值的究竟是做什么用的？

根據(jù)我們前面中斷模型的知識(shí)，可以看出發(fā)生中斷時(shí)，內(nèi)核并不判斷究竟是共享中斷線上的哪個(gè)設(shè)備產(chǎn)生了中斷，它會(huì)循環(huán)執(zhí)行所有該中斷線上注冊(cè)的中斷處理函數(shù)（即irqaction->handler函數(shù)）。因此irqaction->handler函數(shù)有責(zé)任識(shí)別出是否是自己的硬件設(shè)備產(chǎn)生了中斷，然后再執(zhí)行該中斷處理函數(shù)。通常是通過(guò)讀取該硬件設(shè)備提供的中斷flag標(biāo)志位進(jìn)行判斷。那既然kernel循環(huán)執(zhí)行該中斷線上注冊(cè)的所有irqaction->handler函數(shù)，把識(shí)別究竟是哪個(gè)硬件設(shè)備產(chǎn)生了中斷這件事交給中斷處理函數(shù)本身去做，那request_irq的dev_id參數(shù)究竟是做什么用的？

很多資料中都建議將設(shè)備結(jié)構(gòu)指針作為dev_id參數(shù)。在中斷到來(lái)時(shí)，迅速地根據(jù)硬件寄存器中的信息比照傳入的dev_id參數(shù)判斷是否是本設(shè)備的中斷，若不是，應(yīng)迅速返回。這樣的說(shuō)法沒(méi)有問(wèn)題，也是我們編程時(shí)都遵循的方法。但事實(shí)上并不能夠說(shuō)明為什么中斷共享必須要設(shè)置dev_id。

下面解釋一下dev_id參數(shù)為什么必須的，而且是必須唯一的。

當(dāng)調(diào)用free_irq注銷(xiāo)中斷處理函數(shù)時(shí)（通常卸載驅(qū)動(dòng)時(shí)其中斷處理函數(shù)也會(huì)被注銷(xiāo)掉），因?yàn)閐ev_id是唯一的，所以可以通過(guò)它來(lái)判斷從共享中斷線上的多個(gè)中斷處理程序中刪除指定的一個(gè)。如果沒(méi)有這個(gè)參數(shù)，那么kernel不可能知道給定的中斷線上到底要?jiǎng)h除哪一個(gè)處理程序。

注銷(xiāo)函數(shù)定義在Kernel/irq/manage.c中定義：

void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)

五、S3C2410子中斷的注冊(cè)的實(shí)現(xiàn)

5.1 S3C2410子中斷注冊(cè)問(wèn)題的提出

參看3.5節(jié)中判斷中斷號(hào)的方法，可以看到只是通過(guò)S3C2410中斷控制器中的INTOFFSET寄存器來(lái)判斷的。對(duì)于INTPND中的EINT4_7、EINT8_23、INT_UART0、INT_ADC 等帶有子中斷的向量，INTOFFSET無(wú)法判斷出具體的中斷號(hào)。平臺(tái)留給我們的注冊(cè)方法如下：

在include/asm/arch/irqs.h中有類(lèi)似如下定義：

/* interrupts generated from the external interrupts sources */

#define IRQ_EINT4 S3C2410_IRQ(32) /* 48 */

#define IRQ_EINT5 S3C2410_IRQ(33)

#define IRQ_EINT6 S3C2410_IRQ(34)

#define IRQ_EINT7 S3C2410_IRQ(35)

#define IRQ_EINT8 S3C2410_IRQ(36)

#define IRQ_EINT9 S3C2410_IRQ(37)

#define IRQ_EINT10 S3C2410_IRQ(38)

#define IRQ_EINT11 S3C2410_IRQ(39)

#define IRQ_EINT12 S3C2410_IRQ(40)

#define IRQ_EINT13 S3C2410_IRQ(41)

#define IRQ_EINT14 S3C2410_IRQ(42)

#define IRQ_EINT15 S3C2410_IRQ(43)

#define IRQ_EINT16 S3C2410_IRQ(44)

#define IRQ_EINT17 S3C2410_IRQ(45)

#define IRQ_EINT18 S3C2410_IRQ(46)

#define IRQ_EINT19 S3C2410_IRQ(47)

#define IRQ_EINT20 S3C2410_IRQ(48) /* 64 */

#define IRQ_EINT21 S3C2410_IRQ(49)

#define IRQ_EINT22 S3C2410_IRQ(50)

#define IRQ_EINT23 S3C2410_IRQ(51)

可以看到平臺(tái)為每種子中斷都定義了中斷號(hào)，如果你想實(shí)現(xiàn)EINT10的中斷注冊(cè)，直接按照IRQ_EINT10這個(gè)中斷號(hào)注冊(cè)都可以了。那么平臺(tái)代碼是如何實(shí)現(xiàn)這部分中斷注冊(cè)的呢？

5.2 S3C2410子中斷注冊(cè)問(wèn)題的解決

/*arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c*/

void __init s3c24xx_init_irq(void)

{……

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);

……

}

平臺(tái)在初始化時(shí)會(huì)調(diào)用到s3c24xx_init_irq，在此函數(shù)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)EINT4_7、EINT8_23、INT_UART0、INT_ADC等中斷的注冊(cè)。下面看看這些帶有子中斷的中斷號(hào)對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)的內(nèi)容。以IRQ_EINT4t7為例，其它情況類(lèi)似。

/*arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c*/

s3c_irq_demux_extint4t7(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; /* only lower irqs */

/* eintpnd中可以有多個(gè)位同時(shí)置1，這一點(diǎn)和intpnd的只能有1個(gè)位置1是不一樣的 */

while (eintpnd) { //循環(huán)執(zhí)行所有置位的子中斷

irq = __ffs(eintpnd); //算出第一個(gè)不為0的位，類(lèi)似arm v5后的clz前導(dǎo)0的作用

eintpnd &= ~(1<<irq);//清除相應(yīng)的位

irq += (IRQ_EINT4 - 4);//算出對(duì)應(yīng)的中斷號(hào)

desc_handle_irq(irq, irq_desc + irq);//執(zhí)行對(duì)應(yīng)子中斷的注冊(cè)函數(shù)

}

}

從上面的函數(shù)可以看出子中斷是如何注冊(cè)及被調(diào)用到的。有人可能會(huì)問(wèn)為何不在include/asm/arch-s3c2410/entry-macro.s 文件中g(shù)et_irqnr_and_base函數(shù)判斷中斷號(hào)時(shí)，直接算出對(duì)應(yīng)的子中斷號(hào)，就可以直接找到子中斷處理了呢？

原因是: get_irqnr_and_base是平臺(tái)給系統(tǒng)提供的函數(shù)，對(duì)于多個(gè)子中斷同時(shí)置位的情況無(wú)法通過(guò)一個(gè)值返回（因?yàn)樽又袛嘀?，如eintpnd是可以多個(gè)位同時(shí)置位的））。而intpnd則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。

“本文由華清遠(yuǎn)見(jiàn)http://www.embedu.org/index.htm提供”