Linux内核中断之获取中断号

Linux内核中断之获取中断号,第1张

Linux内核中可使用 platform_get_irq() 函数获取 dts 文件中设置的中断号。

函数原型: int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num)

定义文件: drivers\base\platform.c

中断号获取函数 platform_get_irq() 调用流程如下:

rk3399 使用的是 GICv3 ,对应 irq_domain->name 。

文件: drivers/irqchip/irq-gic-v3.c 。

translate() 函数实现如下:

以 RockPI 4A 单板 Debian 系统Linux 4.4内核中的获取 HDMI 中断号为例。

1、查找中断号

从手册“Rockchip RK3399 TRM V1.3 Part1.pdf”中,可以查到 HDMI_IRQ 中断号,即55。

2、 dts 配置

文件: arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi

hdmi 使用的是 GIC_SPI 中断,按照 gic_irq_domain_translate() 函数中处理,需要将中断号55减去32,得到 dts 中的中断号23。

注: interrupts = <中断类型 中断号 中断触发类型 中断分区(对应哪个CPU cluster,PPI类型中断特有)>

3、驱动函数

文件: drivers\gpu\drm\rockchip\dw_hdmi-rockchip.c

此时, irq 返回值为55。

后续会介绍 GIC 和中断注册等实现函数。

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

所谓中断是指CPU在执行程序的过程中,出现了某些突发事件急待处理,CPU必须暂停当前程序的执行,转去处理突发事件,处理完毕后又返回原程序被中断的位置继续执行。根据中断的来源,中断可分为内部中断和外部中断,内部中断的中断源来自CPU内部(软件中断指令、溢出、除法错误等,例如, *** 作系统从用户态切换到内核态需借助CPU内部的软件中断),外部中断的中断源来自CPU外部,由外设提出请求。根据中断是否可以屏蔽,中断可分为可屏蔽中断与不可屏蔽中断(NMI),可屏蔽中断可以通过设置中断控制器寄存器等方法被屏蔽,屏蔽后,该中断不再得到响应,而不可屏蔽中断不能被屏蔽。

根据中断入口跳转方法的不同,中断可分为向量中断和非向量中断。采用向量中断的CPU通常为不同的中断分配不同的中断号,当检测到某中断号的中断到来后,就自动跳转到与该中断号对应的地址执行。不同中断号的中断有不同的入口地址。非向量中断的多个中断共享一个入口地址,进入该入口地址后,再通过软件判断中断标志来识别具体是哪个中断。也就是说,向量中断由硬件提供中断服务程序入口地址,非向量中断由软件提供中断服务程序入口地址。

嵌入式系统以及x86PC中大多包含可编程中断控制器(PIC),许多MCU内部就集成了PIC。如在80386中,PIC是两片i8259A芯片的级联。通过读写PIC的寄存器,程序员可以屏蔽/使能某中断及获得中断状态,前者一般通过中断MASK寄存器完成,后者一般通过中断PEND寄存器完成。定时器在硬件上也依赖中断来实现,典型的嵌入式微处理器内可编程间隔定时器(PIT)的工作原理,它接收一个时钟输入,当时钟脉冲到来时,将目前计数值增1并与预先设置的计数值(计数目标)比较,若相等,证明计数周期满,并产生定时器中断且复位目前计数值。


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/8918014.html

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