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[26460] 2021-06-23_Linux内核笔记之中断映射

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2021-06-23_Linux内核笔记之中断映射 L i n u x 内 核 笔 记 之 中 断 映 射 H o b e r _ y a o   L i n u x 学 习   2 0 2 1 - 0 6 - 2 3 来 自 ： 来 自 ： C S D N ， 作 者 ： ， 作 者 ： H o b e r _ y a o 链 接 ： 链 接 ： h t t p s : / / b l o g . c s d n . n e t / y h b 1 0 4 7 8 1 8 3 8 4 / a r t i c l e / d e t a i l s / 6 3 6 8 7 1 2 6 硬 中 断 和 虚 拟 中 断 号 硬 中 断 和 虚 拟 中 断 号 在 L i n u x   内 核 笔 记 之 高 层 中 断 处 理 一 文 中 ， 介 绍 了 A R M   g i c 中 断 控 制 器 对 于 硬 中 断 的 处 理 过 程 。 g i c 的 中 断 处 理 程 序 是 从 a c k 一 个 硬 件 中 断 开 始 的 ，   在 g i c 的 中 断 处 理 过 程 中 ， 会 根 据 中 断 的 映 射 去 寻 找 对 应 的 虚 拟 中 断 号 ,   再 去 进 行 后 续 的 中 断 处 理 。 g i c _ h a n d l e _ i r q - > h a n d l e _ d o m a i n _ i r q 那 么 问 题 来 了 ， 为 什 么 要 有 一 个 虚 拟 中 断 号 的 概 念 ？ 当 前 的 S O C ， 通 常 内 部 会 有 多 个 中 断 控 制 器 （ 比 如 g i c   i n t e r r u p t   c o n t r o l l e r ,   g p i o i n t e r r u p t   c o n t r o l l e r ） ,   每 一 个 中 断 控 制 器 对 应 多 个 中 断 号 ，   而 硬 件 中 断 号 在 不 同 的 中 断 控 制 器 上 是 会 重 复 编 码 的 ，   这 时 仅 仅 用 硬 中 断 号 已 经 不 能 唯 一 标 识 一 个 外 设 中 断 。 对 于 软 件 工 程 师 而 言 ， 我 们 不 需 要 c a r e 是 中 断 哪 个 中 断 控 制 器 的 第 几 个 中 断 号 ,   因 此 l i n u x   k e r n e l 提 供 了 一 个 虚 拟 中 断 号 的 概 念 。 i r q _ d o m a i n 接 下 来 讨 论 硬 件 中 断 号 是 如 何 映 射 到 虚 拟 中 断 号 的 l i n u x   k e r n e l 提 供 i r q _ d o m a i n 的 管 理 框 架 ，   将 h w i r q 映 射 到 虚 拟 中 断 号 上 。 每 一 个 中 断 控 制 器 都 需 要 注 册 一 个 i r q _ d o m a i n 。 i r q _ d o m a i n 数 据 结 构 ： 数 据 结 构 ： i n t   _ _ h a n d l e _ d o m a i n _ i r q ( s t r u c t   i r q _ d o m a i n   * d o m a i n ,   u n s i g n e d   i n t   h w i r q ,       b o o l   l o o k u p ,   s t r u c t   p t _ r e g s   * r e g s ) { . . . # i f d e f   C O N F I G _ I R Q _ D O M A I N   i f   ( l o o k u p )     i r q   =   i r q _ f i n d _ m a p p i n g ( d o m a i n ,   h w i r q ) ;       - - - -   获 得 虚 拟 中 断 号 # e n d i f . . . }
l i n k :   用 于 将 i r q   d o m a i n 连 接 到 全 局 链 表 i r q _ d o m a i n _ l i s t 中 ； n a m e :   i r q   d o m a i n 的 名 称 ； o p s :   i r q   d o m a i n 映 射 操 作 使 用 方 法 的 集 合 ； m a p c o u n t :   映 射 好 的 中 断 的 数 量 ; f w n o d e :   对 应 中 断 控 制 器 的 d e v i c e   n o d e ; p a r e n t :   指 向 父 级 i r q d o m a i n 的 指 针 ， 用 于 支 持 级 联 i r q _ d o m a i n ; h w i r q _ m a x :   该 i r q   d o m a i n 支 持 的 中 断 最 大 数 量 ; r e v m a p _ t r e e ： R a d i x   T r e e   映 射 的 根 节 点 ; l i n e a r _ r e v m a p ： h w i r q - > v i r q   反 向 映 射 的 线 性 表 ; 从 该 结 构 体 中 我 们 可 以 看 出 i r q _ d o m a i n 支 持 多 种 类 型 的 映 射 。 s t r u c t   i r q _ d o m a i n   {                 s t r u c t   l i s t _ h e a d   l i n k ;                 c o n s t   c h a r   * n a m e ;                 c o n s t   s t r u c t   i r q _ d o m a i n _ o p s   * o p s ;                 v o i d   * h o s t _ d a t a ;                 u n s i g n e d   i n t   f l a g s ;                 u n s i g n e d   i n t   m a p c o u n t ;                 / *   O p t i o n a l   d a t a   * /                 s t r u c t   f w n o d e _ h a n d l e   * f w n o d e ;                 e n u m   i r q _ d o m a i n _ b u s _ t o k e n   b u s _ t o k e n ;                 s t r u c t   i r q _ d o m a i n _ c h i p _ g e n e r i c   * g c ; # i f d e f     C O N F I G _ I R Q _ D O M A I N _ H I E R A R C H Y                 s t r u c t   i r q _ d o m a i n   * p a r e n t ; # e n d i f # i f d e f   C O N F I G _ G E N E R I C _ I R Q _ D E B U G F S                 s t r u c t   d e n t r y                       * d e b u g f s _ f i l e ; # e n d i f                 / *   r e v e r s e   m a p   d a t a .   T h e   l i n e a r   m a p   g e t s   a p p e n d e d   t o   t h e   i r q _ d o m a i n   * /                 i r q _ h w _ n u m b e r _ t   h w i r q _ m a x ;                 u n s i g n e d   i n t   r e v m a p _ d i r e c t _ m a x _ i r q ;                 u n s i g n e d   i n t   r e v m a p _ s i z e ;                 s t r u c t   r a d i x _ t r e e _ r o o t   r e v m a p _ t r e e ;                 s t r u c t   m u t e x   r e v m a p _ t r e e _ m u t e x ;                 u n s i g n e d   i n t   l i n e a r _ r e v m a p [ ] ; } ;
i r q _ d o m a i n 映 射 类 型 映 射 类 型 线 性 映 射 线 性 映 射 保 留 一 张 固 定 的 表 , 通 过 h w i r q   n u m b e r 来 索 引 . 当 h w i r q 被 映 射 后 ,   会 相 应 地 分 配   一 个 i r q _ d e s c ,   I R Q   n u m b e r 就 被 存 在 表 中 。 当 h w i r q s 是 固 定 的 而 且 小 于 2 5 6 ,   用 线 性 映 射 更 好 。 它 的 优 势 是 寻 找 时 间 固 定 , 并 且 i r q _ d e s c s 只 在 i n - u s e   I R Q s 分 配 . 缺 点 是 表 格 和 h w i r q 最 大 n u m b e r s 一 样 大 。 树 映 射 此 种 方 法 使 用 r a d i x   t r e e 来 维 护 映 射 ,   通 过 k e y 来 查 找 此 方 法 适 合 h w i r q   n u m b e r 非 常 大 的 时 候 ,   因 为 它 不 需 要 分 配 和 h w i r q 一 样 大 的 t a b l e 。 缺 点 是 查 表 效 率 依 赖 与 t a b l e 里 的 e n t r i e s 数 量 。 不 映 射 当 有 些 硬 件 可 以 对 h w i r q   n u m b e r 编 程 时 , I R Q   n u m b e r 被 编 进 硬 件 寄 存 器 里 , 那 么 就 不 需 要 映 射 了 。 这 种 情 况 下 通 过 i r q _ c r e a t e _ d i r e c t _ m a p p i n g ( ) 实 现 。 中 断 映 射 的 完 整 过 程 中 断 映 射 的 完 整 过 程 以 a r m 6 4   d t b 启 动 为 例 分 析 完 整 的 中 断 映 射 过 程 。 i n t e r r u p t   c o n t r o l l e r 初 始 化 的 过 程 中 ， 注 册 i r q   d o m a i n 以 g i c   注 册 i r q _ d o m a i n 为 例 i r q _ d o m a i n _ a d d _ l i n e a r i r q _ d o m a i n _ a d d _ t r e e i r q _ d o m a i n _ a d d _ n o m a p + - >   g i c _ o f _ i n i t   + - >   g i c _ i n i t _ b a s e s     + - >   i r q _ d o m a i n _ a d d _ l i n e a r       + - >   _ i r q _ d o m a i n _ a d d
i r q _ d o m a i n _ a d d ( ) 用 于 初 始 化 一 个 i r q _ d o m a i n 数 据 结 构 。 i r q _ d o m a i n 分 配 的 内 存 大 小 为 s i z e o f ( * d o m a i n )   +   ( s i z e o f ( u n s i g n e d   i n t )   *   s i z e ) ， ( s i z e o f ( u n s i g n e d   i n t )   *   s i z e ) 大 小 的 空 间 是 用 于 l i n e a r _ r e v m a p [ ] 成 员 。 最 后 ， i r q _ d o m a i n 添 加 到 全 局 的 链 表 i r q _ d o m a i n _ l i s t 中 。 外 设 的 驱 动 初 始 化 过 程 中 ， 创 建 硬 中 断 和 虚 拟 中 断 号 的 映 射 关 系 设 备 的 驱 动 在 初 始 化 的 时 候 可 以 调 用 i r q _ o f _ p a r s e _ a n d _ m a p 这 个 接 口 函 数 进 行 该 d e v i c e   n o d e 中 和 中 s t r u c t   i r q _ d o m a i n   * _ _ i r q _ d o m a i n _ a d d ( s t r u c t   f w n o d e _ h a n d l e   * f w n o d e ,   i n t   s i z e ,                 i r q _ h w _ n u m b e r _ t   h w i r q _ m a x ,   i n t   d i r e c t _ m a x ,                 c o n s t   s t r u c t   i r q _ d o m a i n _ o p s   * o p s ,                 v o i d   * h o s t _ d a t a ) {   s t r u c t   d e v i c e _ n o d e   * o f _ n o d e   =   t o _ o f _ n o d e ( f w n o d e ) ;   s t r u c t   i r q c h i p _ f w i d   * f w i d ;   s t r u c t   i r q _ d o m a i n   * d o m a i n ;   s t a t i c   a t o m i c _ t   u n k n o w n _ d o m a i n s ;   d o m a i n   =   k z a l l o c _ n o d e ( s i z e o f ( * d o m a i n )   +   ( s i z e o f ( u n s i g n e d   i n t )   *   s i z e ) ,                   G F P _ K E R N E L ,   o f _ n o d e _ t o _ n i d ( o f _ n o d e ) ) ;                 i f   ( W A R N _ O N ( ! d o m a i n ) )     r e t u r n   N U L L ;   . . .   o f _ n o d e _ g e t ( o f _ n o d e ) ;   / *   F i l l   s t r u c t u r e   * /   I N I T _ R A D I X _ T R E E ( & d o m a i n - > r e v m a p _ t r e e ,   G F P _ K E R N E L ) ;   m u t e x _ i n i t ( & d o m a i n - > r e v m a p _ t r e e _ m u t e x ) ;   d o m a i n - > o p s   =   o p s ;   d o m a i n - > h o s t _ d a t a   =   h o s t _ d a t a ;   d o m a i n - > h w i r q _ m a x   =   h w i r q _ m a x ;   d o m a i n - > r e v m a p _ s i z e   =   s i z e ;   d o m a i n - > r e v m a p _ d i r e c t _ m a x _ i r q   =   d i r e c t _ m a x ;   i r q _ d o m a i n _ c h e c k _ h i e r a r c h y ( d o m a i n ) ;   m u t e x _ l o c k ( & i r q _ d o m a i n _ m u t e x ) ;   d e b u g f s _ a d d _ d o m a i n _ d i r ( d o m a i n ) ;   l i s t _ a d d ( & d o m a i n - > l i n k ,   & i r q _ d o m a i n _ l i s t ) ;             m u t e x _ u n l o c k ( & i r q _ d o m a i n _ m u t e x ) ;   p r _ d e b u g ( " A d d e d   d o m a i n   % s n " ,   d o m a i n - > n a m e ) ;   r e t u r n   d o m a i n ; }
断 相 关 的 内 容 的 解 析 ， 并 建 立 映 射 关 系 。 o f _ i r q _ p a r s e _ o n e ( ) 函 数 用 于 解 析 D T S 文 件 中 设 备 定 义 的 属 性 ， 如 " r e g " ,   “ i n t e r r u p t ” ,   最 后 把 D T S 中 的 " i n t e r r u p t s " 存 放 在 * o u t _ i r q - > a r g s [ 1 ] . u n s i g n e d   i n t   i r q _ o f _ p a r s e _ a n d _ m a p ( s t r u c t   d e v i c e _ n o d e   * d e v ,   i n t   i n d e x ) {   s t r u c t   o f _ p h a n d l e _ a r g s   o i r q ;   i f   ( o f _ i r q _ p a r s e _ o n e ( d e v ,   i n d e x ,   & o i r q ) )     r e t u r n   0 ;   r e t u r n   i r q _ c r e a t e _ o f _ m a p p i n g ( & o i r q ) ; } + - >   i r q _ c r e a t e _ o f _ m a p p i n g   + - > i r q _ c r e a t e _ f w s p e c _ m a p p i n g     + - >   i r q _ f i n d _ m a t c h i n g _ f w s p e c   / /   找 到 d e v i c e   n o d e 对 应 的 i r q _ d o m a i n ,   每 一 个 i r q _ d o m a i n 都 定 义 了 一 系 列 的 映 射 相 关 的 方 法     + - >   i r q _ d o m a i n _ t r a n s l a t e   / / 解 析 中 断 信 息 ， 如 硬 件 中 断 号 ，   中 断 出 发 类 型       + - >   d o m a i n - > o p s - > t r a n s l a t e   ( g i c _ i r q _ d o m a i n _ t r a n s l a t e )     + - >   i r q _ c r e a t e _ m a p p i n g   / /   映 射 硬 件 中 断 号 到 虚 拟 中 断 号       + - >   i r q _ d o m a i n _ a l l o c _ d e s c s   / /   分 配 一 个 虚 拟 中 断 号   从 a l l o c a t e d _ i r q 位 图 中 取 第 一 个 空 闲 的 b i t 位 作 为 虚 拟 中 断 号         + - >   i r q _ d o m a i n _ a l l o c _ i r q s _ h i e r a r c h y           + - >   d o m a i n - > o p s - > a l l o c   ( g i c _ i r q _ d o m a i n _ a l l o c )             + - >   g i c _ i r q _ d o m a i n _ m a p   / /   g i c 创 建 硬 中 断 和 虚 拟 中 断 号 的 映 射 ， 并 且 根 据 中 断 类 型 设 置 s t r u c t   i r q _ d e s c - > h a n d l e _ i r q 处 理 函 数       + - >   i r q _ d o m a i n _ a s s o c i a t e           + - >   d o m a i n - > o p s - > m a p   + - > g i c _ i r q _ d o m a i n _ m a p     + - >   i r q _ d o m a i n _ s e t _ i n f o     + - >   i r q _ d o m a i n _ s e t _ h w i r q _ a n d _ c h i p
通 过 虚 拟 中 断 号 获 取 i r q _ d a t a 结 构 体 ， 并 将 h w i r q 设 置 到 i r q _ d a t a - > h w i r q 中 ，   完 成 了 硬 中 断 到 虚 拟 中 断 号 的 映 射 。 - - -   E O F   - - - 推 荐 推 荐 ↓ ↓ ↓ 阅 读 原 文 i n t   i r q _ d o m a i n _ s e t _ h w i r q _ a n d _ c h i p ( s t r u c t   i r q _ d o m a i n   * d o m a i n ,   u n s i g n e d   i n t   v i r q ,             i r q _ h w _ n u m b e r _ t   h w i r q ,   s t r u c t   i r q _ c h i p   * c h i p ,             v o i d   * c h i p _ d a t a ) {   s t r u c t   i r q _ d a t a   * i r q _ d a t a   =   i r q _ d o m a i n _ g e t _ i r q _ d a t a ( d o m a i n ,   v i r q ) ;   i f   ( ! i r q _ d a t a )     r e t u r n   - E N O E N T ;   i r q _ d a t a - > h w i r q   =   h w i r q ;   i r q _ d a t a - > c h i p   =   c h i p   ?   c h i p   :   & n o _ i r q _ c h i p ;   i r q _ d a t a - > c h i p _ d a t a   =   c h i p _ d a t a ;   r e t u r n   0 ; }
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