ARM based Linux中断 （二）

1      中断处理

一般的中断处理过程如图1所示，可以看出中断的处理过程是软件和硬件协同完成的。

图1 中断处理过程

当中断发生后，当前处理器上正在执行的任务将被中断， CPU（Processor Interrupt logic）将会完成一些保护现场跳到中断向量表等工作，在跳转中断向量表后开始执行一些体系结构相关的工作，然后进入通用的中断处理流程，然后找到相应的中断处理函数并执行该函数。

1.1      CPU自动完成的工作

Ø  R14_irq = 下一条待执行指令地址 + 4

Ø  SPSR_irq = CPSR

Ø  CPSR[4:0] = 0b10010  //置CPU为irq模式

Ø  CPSR[5]=0          //运行在arm态

Ø  CPSR[7]=1          //关闭IRQ中断

Ø  CPSR[9] = CP15_reg1_EEbit   //设置异常处理模式为Endianness模式

Ø  根据硬件设置，跳转到0xffff0018，即跳转到中断向量表对应项

1.2      中断处理过程

请参考ARM Linux中断处理过程分析。在这里只做简单的梳理，中断发生后的软件处理过程如下：

1 根据当前CPU的工作状态找到底层中断处理函数（__irq_usr或__irq_svc）, 调用usr_entry或svc_entry保存现场并禁止抢占，然后调用irq_handler；

2 irq_handler最终调用arch_irq_handler_default读取GIC的相关信息，确定中断号和中断状态等，调用中断处理C函数，根据不同的中断号调用不同的C函数，例如asm_do_IRQ、do_IPI或do_local_timer。具体代码如下：

irq_handler在arch/arm/kernel/entry-armv.S定义

/*

 * Interrupt handling.  Preserves r7, r8, r9

 */

       .macro    arch_irq_handler_default

       get_irqnr_preamble r5, lr     @SoC相关代码，定义在entry-macro.S中。

1:    get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr  @SoC相关代码，定义在entry-macro.S中。

       movne     r1, sp

       @

       @ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt_regs *

       @

       adrne      lr, BSYM(1b)

       bne  asm_do_IRQ

 

#ifdef CONFIG_SMP

       /*

        * XXX

        *

        * this macro assumes that irqstat (r6) and base (r5) are

        * preserved from get_irqnr_and_base above

        */

       ALT_SMP(test_for_ipi r0, r6, r5, lr)

       ALT_UP_B(9997f)

       movne     r1, sp

       adrne      lr, BSYM(1b)

       bne  do_IPI

 

#ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS

       test_for_ltirq r0, r6, r5, lr

       movne     r0, sp

       adrne      lr, BSYM(1b)

       bne  do_local_timer

#endif

#endif

9997:

       .endm

3 中断处理完成后，将恢复现场，并根据需要决定是否调度。

对中断号的分配方案做如下说明：

               Interrupts 0-15 are IPI

               16-28 are reserved

               29-31 are local.  We allow 30 to be used for the watchdog.

               32-1020 are global

               1021-1022 are reserved

               1023 is "spurious" (no interrupt)

1.3      SPI中断处理（asm_do_IRQ）

SPI（share peripheral interrupt）中断，用于一般的硬件产生的中断，中断号的范围是32-1020。

asm_do_IRQ将调用体系结构无关的Linux内核中断部分代码完成中断处理工作，具体的函数调用流程如下：

asm_do_IRQ

       generic_handle_irq

              generic_handle_irq_desc

                     desc->handle_irq// handle_fasteoi_irq

                            handle_irq_event

                                   handle_irq_event_percpu

                                          res = action->handler(irq, action->dev_id);

asm主要是将irq传递给Linux内核的中断处理部分，然后Linux内核根据irq找到irq_desc结构，然后调用相应的中断处理函数。