内核中的中断处理模型

Posted 2020-10-07

内核版本： Linux 2.6.19 

Kernel中断处理模型结构图如下：

下面简单介绍一下：

1． Linux定义了名字为irq_desc的中断例程描述符表：(include/linux/irq.h)

    struct irqdesc irq_desc[NR_IRQS];

NR_IRQS表示中断源的数目。

2． irq_desc［］是一个指向irq_desc结构的数组， irq_desc结构是各个设备中断服务例程的描述符。

 

struct irq_desc {      irq_flow_handler_t handle_irq;      struct irq_chip  *chip;      void   *handler_data;      void   *chip_data;      struct irqaction *action;       unsigned int  status;        unsigned int  depth;        unsigned int  wake_depth;       unsigned int  irq_count;       unsigned int  irqs_unhandled;      spinlock_t  lock; #ifdef CONFIG_SMP      cpumask_t  affinity;      unsigned int  cpu; #endif #if defined(CONFIG_GENERIC_PENDING_IRQ) || defined(CONFIG_IRQBALANCE)      cpumask_t  pending_mask; #endif #ifdef CONFIG_PROC_FS      struct proc_dir_entry *dir; #endif      const char  *name; } ____cacheline_aligned;

 

 

Irq_desc结构体中的成员action指向该中断号对应的irqaction结构体链表。Irqaction结构体定义如下：

 

// include/linux/interrupt.h struct irqaction {     irq_handler_t handler;   // 指向中断服务程序      unsigned long flags;     // 中断标志      unsigned long mask;      // 中断掩码      const char *name;        // I/O设备名      void *dev_id;            // 设备标识     struct irqaction *next;  // 指向下一个描述符     int irq;                 // IRQ线      struct proc_dir_entry *dir; // 指向IRQn相关的/proc/irq/n目录的描述符 };

 

  

   其中关键的handler成员指向了该设备的中断服务程序，由执行request_irq时建立。

 

3．  在驱动程序初始化时，若使用到中断，通常调用函数request_irq（）建立该驱动程序对应的irqaction结构体，并把它登记到irq_desc [irq_num]->action链表中。Iqr_num为驱动程序申请的中断号。

request_irq（）函数的原型如下：

 

// kernel/irq/manage.c int request_irq(unsigned int irq,         irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),         unsigned long irqflags,         const char *devname,         void *dev_id);

 

 

    参数irq是设备中断求号，在向irq_desc []数组登记时，它做为数组的下标。把中断号为irq的irqaction结构体的首地址写入irq_desc [irq]->action。这样就把设备的中断请求号与该设备的中断服务例程irqaction联系在一起了。

    这样当CPU接收到中断请求后，就可以根据中断号通过irq_desc []找到该设备的中断服务程序。流程如上图所示。

 

4． 关于共享中断

共享中断的不同设备的iqraction结构体都会添加进该中断号对应的irq_desc结构体的action成员所指向的irqaction链表内。当内核发生中断时，它会依次调用该链表内所有的handler函数。因此，若驱动程序需要使用共享中断机制，其中断处理函数必须有能力识别是否是自己的硬件产生了中断。通常是通过读取该硬件设备提供的中断flag标志位进行判断。