仅作参考
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FPGA每隔100us给运行linux的ARM一个中断,要求在20us内响应中断,并读走2000*16bit的数据。目前主要的问题是,当系统同时发生多个中断时,会严重影响linux对FPGA中断的响应时间。如何解决?
1、首先想到了ARM的FIQ,它可以打断IRQ中断服务程序,保证对外部FIQ的及时响应。但是发现linux只实现了IRQ,没有显示FIQ。
linux是从devicetree读取中断号,加入中断向量表的。
interrupts = <0x0 0x32 0x0>中的第一个字段0表示非共享中断,非零表示共享中断,SDK产生的dts统一为0,此时第二字段的值比XPS中的小32;如果第一字段非零,则第二字段比XPS小16.
最后字段表示中断的触发方式。
IRQ_TYPE_EDGE_RISING=0x00000001,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING=0x00000002,
IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH=0x00000004,
IRQ_TYPE_LEVEL_LOW=0x00000008,
很明显,devicetree根本没有提供通知linux有FIQ的渠道。
2、再来看linux的IRQ
linux的中断分为上半部和下半部,上半部运行在IRQ模式,会屏蔽所有中断,下半部运行在SVC模式,会重新打开中断。
也就是说,当一个中断的上半部正在运行时(不能再次响应中断),FPGA的中断是不能被linux响应的;
反过来,当FPGA中断的上半部正在运行时(不能再次响应中断),其他的中断也不能被linux响应;
unsigned long flags
...
local_irq_save(flags)
....
local_irq_restore(flags)
3.
ARM有七种模式,我们这里只讨论SVC、IRQ和FIQ模式。
我们可以假设ARM核心有两根中断引脚(实际上是看不见的),一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin.
在ARM的cpsr中,有一个I位和一个F位,分别用来禁止IRQ和FIQ的。
先不说中断控制器,只说ARM核心。正常情况下,ARM核都只是机械地随着pc的指示去做事情,当CPSR中的I和F位为1的时候,IRQ和FIQ全部处于禁止状态。无论你在irq
pin和fiq pin上面发什么样的中断信号,ARM是不会理你的,你根本不能打断他,因为他耳聋了,眼也瞎了。
在I位和F位为0的时候,当irq
pin上有中断信号过来的时候,就会打断arm的当前工作,并且切换到IRQ模式下,并且跳到相应的异常向量表(vector)位置去执行代码。这个过程是自动的,但是返回到被中断打断的地方就得您亲自动手了。当你跳到异常向量表,处于IRQ的模式的时候,这个时候如果irq
pin上面又来中断信号了,这个时候ARM不会理你的,irq
pin就跟秘书一样,ARM核心就像老板,老板本来在做事,结果来了一个客户,秘书打断它,让客户进去了。而这个时候再来一个客户,要么秘书不断去敲门问,要么客户走人。老板第一个客户没有会见完,是不会理你的。
但是有一种情况例外,当ARM处在IRQ模式,这个时候fiq pin来了一个中断信号,fiq
pin是什么?是快速中断呀,比如是公安局的来查刑事案件,那才不管你老板是不是在会见客户,直接打断,进入到fiq模式下,并且跳到相应的fiq的异常向量表处去执行代码。那如果当ARM处理FIQ模式,fiq
pin又来中断信号,又就是又一批公安来了,那没戏,都是执法人员,你打不断我。那如果这个时候irq
pin来了呢?来了也不理呀,正在办案,还敢来妨碍公务。
所以得出一个结论: IRQ模式只能被FIQ模式打断,FIQ模式下谁也打不断。
在打不断的情况下,irq pin 或 fiq pin随便你怎么发中断信号,都是白发。
所以除了fiq能打断irq以外,根本没有所谓中断嵌套的情况。
Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我们有时候一个中断需要处理很长时间,那我们就需要占用IRQ模式那么长的时间吗?没有,linux在IRQ模式下只是简单的记录是什么中断,马上就切换回了SVC模式,换句话说,Linux的中断处理都是在SVC模式下处理的。
只不过SVC模式下的ISR上半部关闭了当前中断线,下半部才重新打开
1、范围不同
一般中断只需要保护现场,然后就直接跳到需及时处理的地方。
缺页中断除了保护现场之外,还要判断内存中是否有足够的空间存储所需的页或段,然后再把所需页调进来再使用。
2、结果不同
一般中断在处理完之后返回时,执行下一条指令。
缺页中断返回时,执行产生中断的那一条指令。
3、次数不同
在指令执行期间产生和处理缺页中断信号,一条指令在执行期间,可能产生多次缺页中断。
一般中断只产生一次,发生中断指令后转入相应处理程序进行处理,恢复被中断程序现场。
扩展资料
产生缺页中断的几种情况
1、当内存管理单元(MMU)中确实没有创建虚拟物理页映射关系,并且在该虚拟地址之后再没有当前进程的线性区(vma)的时候,这将杀掉该进程。
2、当MMU中确实没有创建虚拟页物理页映射关系,并且在该虚拟地址之后存在当前进程的线性区vma的时候,这很可能是缺页中断,并且可能是栈溢出导致的缺页中断。
3、当使用malloc/mmap等希望访问物理空间的库函数/系统调用后,由于linux并未真正给新创建的vma映射物理页,此时若先进行写 *** 作,将和2产生缺页中断的情况一样;若先进行读 *** 作虽然也会产生缺页异常,将被映射给默认的零页,等再进行写 *** 作时,仍会产生缺页中断,这次必须分配1物理页了,进入写时复制的流程。
4、当使用fork等系统调用创建子进程时,子进程不论有无自己的vma,它的vma都有对于物理页的映射,但它们共同映射的这些物理页属性为只读,即linux并未给子进程真正分配物理页,当父子进程任何一方要写相应物理页时,导致缺页中断的写时复制。
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