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07_两类中断控制器处理流程_链式和层级

两类中断控制器处理流程_链式和层级​

参考资料：

  • linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析

  • Linux 4.9.88内核源码

    • Linux-4.9.88/drivers/gpio/gpio-mxc.c
    • Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi

  • Linux 5.4内核源码

    • Linux-5.4/drivers/pinctrl/stm32/pinctrl-stm32mp157.c
    • Linux-5.4/drivers/irqchip/irq-stm32-exti.c
    • Linux-5.4/arch/arm/boot/dts/stm32mp151.dtsi

1. 下级中断控制器的类别​

在后续课程中我们把GIC之下的中断控制器分为两类：链式(chained)、层级(hierarchy)。

这个分类并没有官方定义，是我们根据代码概括出来的(Linux内核本来就缺乏文档)。

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1.1 链式中断控制器(chained)​

上图中，左边的"chained intc"就是链式中断控制器。

它底下的4个中断触发时，都会导致GIC的33号中断被触发。

处理中断时，需要分辨：是谁触发了GIC 33号中断？这需要读取"chained intc"中的寄存器。

1.2 层级中断控制器(hierarchy)​

上图中，右边边的"hierarchy intc"就是层级中断控制器。

它底下的4个中断，跟GIC中的4个中断一一对应。

处理GIC 100~103号中断时，不需要读取"hierarchy intc"的寄存器来分辨是谁触发了中断。

2. 链式中断控制器的处理流程​

下图中：

  • handleA、irq_dataA由GIC驱动提供
  • handleB、irq_dataB由GPIO驱动提供
  • handleC也是GPIO驱动提供

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  • 假设GPIO模块下有4个引脚，都可以产生中断，都连接到GIC的33号中断
  • GPIO就是一个链式中断控制器，它底下有4个中断
  • 对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，分配四个irq_desc
    • 可以一下子分配4个：legacy，老方法
    • 也可以用到时再分配：linear，新方法
  • 假设这4个irq_desc的序号为100~103，在GPIO domain中记录(0,100) (1,101)(2,102) (3,103)
  • 对于KEY，注册中断时就是：request_irq(102, ...)
  • 按下KEY时：
    • 程序从GIC中读取寄存器知道发生了33号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为17
    • 处理virq 17号中断：调用irq_desc[17].handle_irq，即handleB
  • mask/ack中断: 调用irq_desc[17].irq_data->irq_chip的函数，即irq_dataA
  • 细分中断源、处理
    • 读取GPIO寄存器，确定是GPIO里2号引脚发生中断
    • 通过GPIO irq_domain可以知道virq为102
    • 处理virq 102号中断：调用irq_desc[102].handle_irq，即handleC
      • mask/ack中断: 调用irq_desc[102].irq_data->irq_chip的函数
      • 调用irq_desc[102].action链表中用户注册的函数
      • unmask中断: 调用irq_desc[102].irq_data->irq_chip的函数
  • unmask中断: 调用irq_desc[17].irq_data->irq_chip的函数

3. 层级中断控制器的处理流程​

下图中：

  • handleA、irq_dataA由GIC驱动提供
  • irq_dataB由GPIO驱动提供，不需要handleB

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  • 假设GPIO模块下有4个引脚，都可以产生中断，分别链接到GIC的100~103号中断
  • GPIO就是一个层级中断控制器
  • 对于GPIO模块中0~3这四个hwirq，分配四个irq_desc，用到时再分配
  • 假设这4个irq_desc的序号为234~237
    • 在GIC domain中记录(100,234) (101,235)(102,236) (103,237)
    • 在GPIO domain中记录(0,234) (1,235)(2,236) (3,237)
  • 对于KEY，注册中断时就是：request_irq(236, ...)
  • 按下KEY时：
    • 程序从GIC中读取寄存器知道发生了102号中断，通过GIC irq_domain可以知道virq为236
    • 处理virq 236号中断：调用irq_desc[236].handle_irq，即handleA
  • mask/ack中断:
    • 调用irq_desc[236].irq_data->irq_chip的函数，即irq_dataB
      • 它会调用父级irq_dataA->irq_chip的函数
  • 调用irq_desc[236].action链表中用户注册的函数
  • unmask中断:
    • 调用irq_desc[236].irq_data->irq_chip的函数，即irq_dataB
      • 它会调用父级irq_dataA->irq_chip的函数

4. 处理流程对比​

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