linux2.6.26內(nèi)核中ARM中斷實(shí)現(xiàn)詳解

一、中斷注冊方法

在linux內(nèi)核中用于申請中斷的函數(shù)是request_irq（），函數(shù)原型在Kernel/irq/manage.c中定義：

int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)

irq是要申請的硬件中斷號。

handler是向系統(tǒng)注冊的中斷處理函數(shù)，是一個(gè)回調(diào)函數(shù)，中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)，dev_id參數(shù)將被傳遞給它。

irqflags是中斷處理的屬性，若設(shè)置了IRQF_DISABLED （老版本中的SA_INTERRUPT，本版zhon已經(jīng)不支持了），則表示中斷處理程序是快速處理程序，快速處理程序被調(diào)用時(shí)屏蔽所有中斷，慢速處理程序不屏蔽；若設(shè)置了IRQF_SHARED （老版本中的SA_SHIRQ），則表示多個(gè)設(shè)備共享中斷，若設(shè)置了IRQF_SAMPLE_RANDOM（老版本中的 SA_SAMPLE_RANDOM），表示對系統(tǒng)熵有貢獻(xiàn)，對系統(tǒng)獲取隨機(jī)數(shù)有好處。（這幾個(gè)flag是可以通過或的方式同時(shí)使用的）

dev_id在中斷共享時(shí)會(huì)用到，一般設(shè)置為這個(gè)設(shè)備的設(shè)備結(jié)構(gòu)體或者NULL。

devname設(shè)置中斷名稱，在cat /proc/interrupts中可以看到此名稱。

request_irq()返回0表示成功，返回-INVAL表示中斷號無效或處理函數(shù)指針為NULL，返回-EBUSY表示中斷已經(jīng)被占用且不能共享。

關(guān)于中斷注冊的例子，大家可在內(nèi)核中搜索下request_irq。

在編寫驅(qū)動(dòng)的過程中，比較容易產(chǎn)生疑惑的地方是：

1、中斷向量表在什么位置？是如何建立的？
2、從中斷開始，系統(tǒng)是怎樣執(zhí)行到我自己注冊的函數(shù)的？
3、中斷號是如何確定的？對于硬件上有子中斷的中斷號如何確定？
4、中斷共享是怎么回事，dev_id的作用是？

本文以2.6.26內(nèi)核和S3C2410處理器為例，為大家講解這幾個(gè)問題。

二、異常向量表的建立

在ARM V4及V4T以后的大部分處理器中，中斷向量表的位置可以有兩個(gè)位置：一個(gè)是0，另一個(gè)是0xffff0?？梢酝ㄟ^CP15協(xié)處理器c1寄存器中V位(bit[13])控制。V和中斷向量表的對應(yīng)關(guān)系如下：

V=0 ～ 0x00~0x1C
V=1 ～ 0xffff0~0xffff001C

arch/arm/mm/proc-arm920.S中

.section ".text.init", #alloc, #execinstr
__arm920_setup:
…… orr r0, r0, #0x2100 @ ..1. ...1 ..11 ...1

//bit13=1 中斷向量表基址為0xFFFF0。R0的值將被付給CP15的C1.

在linux中，向量表建立的函數(shù)為：

init/main.c->start_kernel()->trap_init()

void __init trap_init(void)
{
unsigned long vectors = CONFIG_VECTORS_BASE;
……
memcpy((void *)vectors, __vectors_start, __vectors_end - __vectors_start);
memcpy((void *)vectors + 0x200, __stubs_start, __stubs_end - __stubs_start);
....
}

在2.6.26內(nèi)核中CONFIG_VECTORS_BASE最初是在各個(gè)平臺的配置文件中設(shè)定的，如：

arch/arm/configs/s3c2410_defconfig中

CONFIG_VECTORS_BASE=0xffff0

__vectors_end 至 __vectors_start之間為異常向量表。

位于arch/arm/kernel/entry-armv.S

.globl __vectors_start
__vectors_start:
swi SYS_ERROR0:
b vector_und + stubs_offset //復(fù)位異常:
ldr pc, .LCvswi + stubs_offset //未定義指令異常:
b vector_pabt + stubs_offset //軟件中斷異常:
b vector_dabt + stubs_offset //數(shù)據(jù)異常:
b vector_addrexcptn + stubs_offset //保留:
b vector_irq + stubs_offset //普通中斷異常:
b vector_fiq + stubs_offset //快速中斷異常:
.globl __vectors_end:
__vectors_end:

__stubs_end 至 __stubs_start之間是異常處理的位置。也位于文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中。vector_und、vector_pabt、vector_irq、vector_fiq都在它們中間。

stubs_offset值如下：

.equ stubs_offset, __vectors_start + 0x200 - __stubs_start

stubs_offset是如何確定的呢？（引用網(wǎng)絡(luò)上的一段比較詳細(xì)的解釋）

當(dāng)匯編器看到B指令后會(huì)把要跳轉(zhuǎn)的標(biāo)簽轉(zhuǎn)化為相對于當(dāng)前PC的偏移量（±32M）寫入指令碼。從上面的代碼可以看到中斷向量表和stubs都發(fā)生了代碼搬移，所以如果中斷向量表中仍然寫成b vector_irq，那么實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候就無法跳轉(zhuǎn)到搬移后的vector_irq處，因?yàn)橹噶畲a里寫的是原來的偏移量，所以需要把指令碼中的偏移量寫成搬移后的。我們把搬移前的中斷向量表(__vectors_start 到 __vectors_end之間的區(qū)域)中的irq入口地址記irq_PC,它在中斷向量表的偏移量就是irq_PC-vectors_start, vector_irq在stubs中的偏移量是vector_irq-stubs_start，這兩個(gè)偏移量在搬移前后是不變的。搬移后 vectors_start在0xffff0處，而stubs_start在0xffff0200處，所以搬移后的vector_irq相對于中斷向量中的中斷入口地址的偏移量就是，200+vector_irq在stubs中的偏移量-中斷入口vector_irq在中斷向量表（vectors）中的偏移量，即200+ vector_irq-stubs_start-irq_PC+vectors_start = (vector_irq-irq_PC) + vectors_start+200-stubs_start,對于括號內(nèi)的值實(shí)際上就是中斷向量表中寫的vector_irq，減去irq_PC是由匯編器完成的，而后面的 vectors_start+200-stubs_start就應(yīng)該是stubs_offset，實(shí)際上在entry-armv.S中也是這樣定義的。

下面是圖解：

圖中的標(biāo)號表示的地址在編譯內(nèi)核是就已經(jīng)確定了，可以在System.map中進(jìn)行搜索。

搬移前：

此時(shí)，編譯器在處理B vector_irq的時(shí)候，會(huì)計(jì)算vector_irq與當(dāng)前PC指針的偏差，然后將這個(gè)偏差加到PC上，就實(shí)現(xiàn)了跳轉(zhuǎn)到vector_irq執(zhí)行。

即： 偏移量就是vector_irq - (irq_PC+8) //ARM指令，3級流水，編譯器自動(dòng)處理

搬移后：

此時(shí)，可以看到，中斷向量表中B vector_irq+x 的地址變成了0xffff0+(irq_PC - __vectors_start)

中斷處理函數(shù)vector_irq的地址變成了0xffff0200+(vector_irq-__stubs_start)

為了在執(zhí)行B vector_irq時(shí)可以成功，需要重新計(jì)算偏移量：

即： 0xffff0200+(vector_irq-__stubs_start) - [ 0xffff0+(irq_PC - __vectors_start) + 8]

= [vector_irq - (irq_PC + 8)] + (__vectors_start+0x200+__stubs_start)

跟之前的對比可以得出差異就是(__vectors_start+0x200+__stubs_start)，即stubs_offset，即 B vectors_irq + stubs_offset。

linux-2.6.26內(nèi)核中ARM中斷實(shí)現(xiàn)詳解（2）

作者：劉洪濤，華清遠(yuǎn)見嵌入式學(xué)院金牌講師，ARM公司ATC授權(quán)培訓(xùn)講師。

三、中斷處理過程

這一節(jié)將以S3C2410為例，描述linux-2.6.26內(nèi)核中，從中斷開始，中斷是如何一步一步執(zhí)行到我們注冊函數(shù)的。

3.1 中斷向量表 archarmkernelentry-armv.S

__vectors_start:
swi SYS_ERROR0
b vector_und + stubs_offset
ldr pc, .LCvswi + stubs_offset
b vector_pabt + stubs_offset
b vector_dabt + stubs_offset
b vector_addrexcptn + stubs_offset
b vector_irq + stubs_offset
b vector_fiq + stubs_offset
.globl __vectors_end
__vectors_end:

中斷發(fā)生后，跳轉(zhuǎn)到b vector_irq + stubs_offset的位置執(zhí)行。注意現(xiàn)在的向量表的初始位置是0xffff0。

3.2 中斷跳轉(zhuǎn)的入口位置 archarmkernelentry-armv.S

.globl __stubs_start
__stubs_start:
/*
* Interrupt dispatcher
*/
vector_stub irq, IRQ_MODE, 4 @IRQ_MODE在includeasmptrace.h中定義：0x12
.long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32)
.long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32)
.long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32)
.long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32)
.long __irq_invalid @ 4
.long __irq_invalid @ 5
.long __irq_invalid @ 6
.long __irq_invalid @ 7
.long __irq_invalid @ 8
.long __irq_invalid @ 9
.long __irq_invalid @ a
.long __irq_invalid @ b
.long __irq_invalid @ c
.long __irq_invalid @ d
.long __irq_invalid @ e
.long __irq_invalid @ f

上面代碼中vector_stub宏的定義為：

.macro vector_stub, name, mode, correction=0
.align 5
vector_name:
.if correction
sub lr, lr, #correction
.endif
@
@ Save r0, lr_ (parent PC) and spsr_
@ (parent CPSR)
@
stmia sp, {r0, lr} @ save r0, lr
mrs lr, spsr
str lr, [sp, #8] @ save spsr
@
@ Prepare for SVC32 mode. IRQs remain disabled.
@
mrs r0, cpsr
eor r0, r0, #(mode ^ SVC_MODE)
msr spsr_cxsf, r0 @為后面進(jìn)入svc模式做準(zhǔn)備

@
@ the branch table must immediately follow this code
@
and lr, lr, #0x0f @進(jìn)入中斷前的mode的后4位
@#define USR_MODE 0x10
@#define FIQ_MODE 0x11
@#define IRQ_MODE 0x12
@#define SVC_MODE 0x13
@#define ABT_MODE 0x17
@#define UND_MODE 0x1b
@#define SYSTEM_MODE 0x1f
mov r0, sp
ldr lr, [pc, lr, lsl #2] @如果進(jìn)入中斷前是usr，則取出PC+4*0的內(nèi)容，即__irq_usr @如果進(jìn)入中斷前是svc，則取出PC+4*3的內(nèi)容，即__irq_svc
movs pc, lr @ 當(dāng)指令的目標(biāo)寄存器是PC，且指令以S結(jié)束，則它會(huì)把@ spsr的值恢復(fù)給cpsr branch to handler in SVC mode
.endm
.globl __stubs_start
__stubs_start:
/*
* Interrupt dispatcher
*/
vector_stub irq, IRQ_MODE, 4
.long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32)
.long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32)
.long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32)
.long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32)

用“irq, IRQ_MODE, 4”代替宏vector_stub中的“name, mode, correction”，找到了我們中斷處理的入口位置為vector_irq（宏里面的vector_name）。
從上面代碼中的注釋可以看出，根據(jù)進(jìn)入中斷前的工作模式不同，程序下一步將跳轉(zhuǎn)到_irq_usr 、或__irq_svc等位置。我們先選擇__irq_usr作為下一步跟蹤的目標(biāo)。

3.3 __irq_usr的實(shí)現(xiàn) archarmkernelentry-armv.S

__irq_usr:
usr_entry @后面有解釋
kuser_cmpxchg_check
#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
bl trace_hardirqs_off
#endif
get_thread_info tsk @獲取當(dāng)前進(jìn)程的進(jìn)程描述符中的成員變量thread_info的地址，并將該地址保存到寄存器tsk等于r9（在entry-header.S中定義）
#ifdef CONFIG_PREEMPT//如果定義了搶占，增加搶占數(shù)值
ldr r8, [tsk, #TI_PREEMPT] @ get preempt count
add r7, r8, #1 @ increment it
str r7, [tsk, #TI_PREEMPT]
#endif

irq_handler @中斷處理，我們最關(guān)心的地方，3.4節(jié)有實(shí)現(xiàn)過程。
#ifdef CONFIG_PREEMPT
ldr r0, [tsk, #TI_PREEMPT]
str r8, [tsk, #TI_PREEMPT]
teq r0, r7
strne r0, [r0, -r0]
#endif
#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
bl trace_hardirqs_on
#endif

mov why, #0

b ret_to_user @中斷處理完成，返回中斷產(chǎn)生的位置，3.7節(jié)有實(shí)現(xiàn)過程

上面代碼中的usr_entry是一個(gè)宏，主要實(shí)現(xiàn)了將usr模式下的寄存器、中斷返回地址保存到堆棧中。

.macro usr_entry
sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE @ S_FRAME_SIZE的值在archarmkernelasm-offsets.c
@ 中定義 DEFINE(S_FRAME_SIZE, sizeof(struct pt_regs));實(shí)際上等于72

stmib sp, {r1 - r12}
ldmia r0, {r1 - r3}
add r0, sp, #S_PC @ here for interlock avoidance
mov r4, #-1 @ "" "" "" ""

str r1, [sp] @ save the "real" r0 copied
@ from the exception stack

@
@ We are now ready to fill in the remaining blanks on the stack:
@
@ r2 - lr_, already fixed up for correct return/restart
@ r3 - spsr_
@ r4 - orig_r0 (see pt_regs definition in ptrace.h)
@
@ Also, separately save sp_usr and lr_usr
@
stmia r0, {r2 - r4}
stmdb r0, {sp, lr}^

@
@ Enable the alignment trap while in kernel mode
@
alignment_trap r0

@
@ Clear FP to mark the first stack frame
@
zero_fp
.endm

上面的這段代碼主要在填充結(jié)構(gòu)體pt_regs ，這里提到的struct pt_regs，在include/asm/ptrace.h中定義。此時(shí)sp指向struct pt_regs。

struct pt_regs {
long uregs[18];
};
#define ARM_cpsr uregs[16]
#define ARM_pc uregs[15]
#define ARM_lr uregs[14]
#define ARM_sp uregs[13]
#define ARM_ip uregs[12]
#define ARM_fp uregs[11]
#define ARM_r10 uregs[10]
#define ARM_r9 uregs[9]
#define ARM_r8 uregs[8]
#define ARM_r7 uregs[7]
#define ARM_r6 uregs[6]
#define ARM_r5 uregs[5]
#define ARM_r4 uregs[4]
#define ARM_r3 uregs[3]
#define ARM_r2 uregs[2]
#define ARM_r1 uregs[1]
#define ARM_r0 uregs[0]
#define ARM_ORIG_r0 uregs[17]

3.4 irq_handler的實(shí)現(xiàn)過程，archarmkernelentry-armv.S

.macro irq_handler
get_irqnr_preamble r5, lr
@在include/asm/arch-s3c2410/entry-macro.s中定義了宏get_irqnr_preamble為空操作，什么都不做
1: get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr @判斷中斷號，通過R0返回，3.5節(jié)有實(shí)現(xiàn)過程
movne r1, sp
@
@ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt_regs *
@
adrne lr, 1b
bne asm_do_IRQ @進(jìn)入中斷處理。
……
.endm

3.5 get_irqnr_and_base中斷號判斷過程，include/asm/arch-s3c2410/entry-macro.s

.macro get_irqnr_and_base, irqnr, irqstat, base, tmp
mov base, #S3C24XX_VA_IRQ
@@ try the interrupt offset register, since it is there
ldr irqstat, [ base, #INTPND ]
teq irqstat, #0
beq 1002f
ldr irqnr, [ base, #INTOFFSET ] @通過判斷INTOFFSET寄存器得到中斷位置
mov tmp, #1
tst irqstat, tmp, lsl irqnr
bne 1001f
@@ the number specified is not a valid irq, so try
@@ and work it out for ourselves
mov irqnr, #0 @@ start here
@@ work out which irq (if any) we got
movs tmp, irqstat, lsl#16
addeq irqnr, irqnr, #16
moveq irqstat, irqstat, lsr#16
tst irqstat, #0xff
addeq irqnr, irqnr, #8
moveq irqstat, irqstat, lsr#8
tst irqstat, #0xf
addeq irqnr, irqnr, #4
moveq irqstat, irqstat, lsr#4
tst irqstat, #0x3
addeq irqnr, irqnr, #2
moveq irqstat, irqstat, lsr#2
tst irqstat, #0x1
addeq irqnr, irqnr, #1
@@ we have the value
1001:

adds irqnr, irqnr, #IRQ_EINT0 @加上中斷號的基準(zhǔn)數(shù)值，得到最終的中斷號，注意：此時(shí)沒有考慮子中斷的具體情況，（子中斷的問題后面會(huì)有講解）。IRQ_EINT0在 include/asm/arch-s3c2410/irqs.h中定義.從這里可以看出，中斷號的具體值是有平臺相關(guān)的代碼決定的，和硬件中斷掛起寄存器中的中斷號是不等的。

1002:
@@ exit here, Z flag unset if IRQ
.endm

3.6 asm_do_IRQ實(shí)現(xiàn)過程，arch/arm/kernel/irq.c

asmlinkage void __exception asm_do_IRQ(unsigned int irq, struct pt_regs *regs)
{
struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
struct irq_desc *desc = irq_desc + irq;//根據(jù)中斷號找到對應(yīng)的irq_desc
/*
* Some hardware gives randomly wrong interrupts. Rather
* than crashing, do something sensible.
*/
if (irq >= NR_IRQS)
desc = &bad_irq_desc;
irq_enter();//沒做什么特別的工作，可以跳過不看
desc_handle_irq(irq, desc);// 根據(jù)中斷號和desc進(jìn)入中斷處理
/* AT91 specific workaround */
irq_finish(irq);
irq_exit();
set_irq_regs(old_regs);
}

static inline void desc_handle_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
desc->handle_irq(irq, desc);//中斷處理
}

上述asmlinkage void __exception asm_do_IRQ(unsigned int irq, struct pt_regs *regs)使用了asmlinkage標(biāo)識。那么這個(gè)標(biāo)識的含義如何理解呢？
該符號定義在kernel/include/linux/linkage.h中，如下所示：

#include //各個(gè)具體處理器在此文件中定義asmlinkage
#ifdef __cplusplus
#define CPP_ASMLINKAGE extern "C"
#else
#define CPP_ASMLINKAGE
#endif

#ifndef asmlinkage//如果以前沒有定義asmlinkage
#define asmlinkage CPP_ASMLINKAGE
#endif

對于ARM處理器的，沒有定義asmlinkage，所以沒有意義（不要以為參數(shù)是從堆棧傳遞的，對于ARM平臺來說還是符合ATPCS過程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)，通過寄存器傳遞的）。

但對于X86處理器的中是這樣定義的：

#define asmlinkage CPP_ASMLINKAGE __attribute__((regparm(0)))

表示函數(shù)的參數(shù)傳遞是通過堆棧完成的。

3.7 描述3.3節(jié)中的ret_to_user 中斷返回過程，/arch/arm/kernel/entry-common.S

ENTRY(ret_to_user)
ret_slow_syscall:
disable_irq @ disable interrupts
ldr r1, [tsk, #TI_FLAGS]
tst r1, #_TIF_WORK_MASK
bne work_pending
no_work_pending:
/* perform architecture specific actions before user return */
arch_ret_to_user r1, lr

@ slow_restore_user_regs
ldr r1, [sp, #S_PSR] @ get calling cpsr
ldr lr, [sp, #S_PC]! @ get pc
msr spsr_cxsf, r1 @ save in spsr_svc
ldmdb sp, {r0 - lr}^ @ get calling r0 - lr
mov r0, r0
add sp, sp, #S_FRAME_SIZE - S_PC
movs pc, lr @ return & move spsr_svc into cpsr

第三章主要跟蹤了從中斷發(fā)生到調(diào)用到對應(yīng)中斷號的desc->handle_irq(irq, desc)中斷函數(shù)的過程。后面的章節(jié)還會(huì)繼續(xù)講解后面的內(nèi)容。

linux-2.6.26內(nèi)核中ARM中斷實(shí)現(xiàn)詳解（3）

作者：劉洪濤，華清遠(yuǎn)見嵌入式學(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，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指向該中斷號對應(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)，注冊時(shí)提供
unsigned long flags; //中斷標(biāo)志，注冊時(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，注冊時(shí)提供
struct proc_dir_entry *dir; //指向IRQn相關(guān)的/proc/irq/n目錄的描述符
};

在注冊中斷號為irq的中斷服務(wù)程序時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)注冊參數(shù)封裝相應(yīng)的irqaction結(jié)構(gòu)體。并把中斷號為irq的irqaction結(jié)構(gòu)體寫入 irq_desc [irq]->action。這樣就把設(shè)備的中斷請求號與該設(shè)備的中斷服務(wù)例程irqaction聯(lián)系在一起了。樣當(dāng)CPU接收到中斷請求后，就可以根據(jù)中斷號通過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)該中斷號對應(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)必須有能力識別是否是自己的硬件產(chǎn)生了中斷。通常是通過讀取該硬件設(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，它必須能夠通過的它的中斷flag判斷出是否發(fā)生了中斷。
中斷共享的注冊方法是：

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，中斷共享注冊時(shí)的注冊函數(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，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)行該中斷線上注冊的所有 irqaction->handler函數(shù)，把識別究竟是哪個(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。這樣的說法沒有問題，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)被注銷掉），因?yàn)閐ev_id是唯一的，所以可以通過它來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子中斷的注冊的實(shí)現(xiàn)

5.1 S3C2410子中斷注冊問題的提出

參看3.5節(jié)中判斷中斷號的方法，可以看到只是通過S3C2410中斷控制器中的INTOFFSET寄存器來判斷的。對于INTPND中的EINT4_7、EINT8_23、INT_UART0、INT_ADC 等帶有子中斷的向量，INTOFFSET無法判斷出具體的中斷號。平臺留給我們的注冊方法如下：

在include/asm/arch/irqs.h中有類似如下定義：

/* 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)

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

5.2 S3C2410子中斷注冊問題的解決

/*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EINT4_7、EINT8_23、INT_UART0、INT_ADC等中斷的注冊。下面看看這些帶有子中斷的中斷號對應(yīng)的處理函數(shù)的內(nèi)容。以IRQ_EINT4t7為例，其它情況類似。

/*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，類似arm v5后的clz前導(dǎo)0的作用
eintpnd &= ~(1<irq += (IRQ_EINT4 - 4);//算出對應(yīng)的中斷號
desc_handle_irq(irq, irq_desc + irq);//執(zhí)行對應(yīng)子中斷的注冊函數(shù)
}
}

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

原因是: get_irqnr_and_base是平臺給系統(tǒng)提供的函數(shù)，對于多個(gè)子中斷同時(shí)置位的情況無法通過一個(gè)值返回（因?yàn)樽又袛嘀校鏴intpnd是可以多個(gè)位同時(shí)置位的））。而intpnd則沒有這個(gè)問題。