Linux内核外部中断解析(下)
上篇文章我们从内核工程师的角度剖析了内核的外部中断，这节我们从bsp工程师的角度剖析一下外部中断。
外部中断驱动架构
hardirq 部分：
也就是我们在上节内容中看到的，调用bsp工程师注册的handler的部分，它的上下文在中断上下文中，所以不能做带有休眠的动作。
softirq 部分：
就是我们通常说的下半部分，通常作为bsp工程师要处理的详细例程的地方。
bsp工程师外部驱动模板
上半部调用模板
/*中断处理上半部分*/irqreturn_t xxx_interrupt(int irq, void *dev_id) { ... /* 中断处理下半部框架调用，常见的有下面几种： * 1. tasklet 它的执行额上下文是软中断，执行时机通常是上半部返回时 * 2. 工作队列，与tasklet类似，但是工作队列的执行上下文是内核线程，因此可以调度和睡眠。 * 3. softirq ，tasklet是基于softirq实现的，软中断属于原子上下文的一种，因此函数不允许睡眠。 * 4. 线程化的xxx_thread_fn， 它是基于内核线程创建的，因此可以做休眠动作。 */ ... /*这个返回值很重要，决定了线程化时传进去的irq_handler_t thread_fn 是否会被调用 * 可以参考上节课__handle_irq_event_percpu 函数中电信号处理完，调用完bsp工程师 *handler后，判断返回值的switch(第72行)里面执行的case*/ return irq_wake_thread; }//线程化模板时，传递给额需要创建的内核线程处理函数。即线程化的下半部。irqreturn_t xxx_thread_fn(int irq, void *dev_id){ .....} /*设备驱动加载模块*/ int __init xxx_init(void){ ... /*申请中断*/ result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,0,”xxx”,null); //或者使用线程化模板申请中断,我们稍后通过剖析源代码可知道 request_irq 与线程化的区别就是传递额xxx_thread_fn是否为空 //result = request_threaded_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,xxx_thread_fn,irqflag”xxx”,null); .... return irq_handlerd; } /**设备驱动卸载模块*/ void __exit xxx_exit(void){ ... /*释放中断*/ free_irq(xxx_irq,xxx_interrupt); }下半部调用模板
//工作队列模板struct work_struct xxx_wq;void xxxx_do_work(struct work_struct *work);/**中断处理下半部*/void xxxx_do_work(struct work_struct *wkg){ ...}/*中断处理上半部分*/irqreturn_t xxx_interrupt(int irq, void *dev_id){ ... schedule_work(&xxx_wq); ...}/*设备驱动加载模块*/int __init xxx_init(void){ ... /*申请中断*/ result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,0,”xxx”,null); ..... /*初始化工作队列*/ init_work(&xxx_wq,xxx_do_work); return irq_handlerd; }//tasklet模板void xxx_do_tasklet(unsigned long);declare_tasklet(xxx_tasklet,xxx_do_tasklet,0);/**中断处理下半部*/void xxx_do_tasklet(unsigned long){ ...}/*中断处理上半部分*/irqreturn_t xxx_interrupt(int irq, void *dev_id){ ... tasklet_schedule(&xxx_tasklet); ...}isr安装过程
isr注册过程实质就是如何和我们上节内容中irq_descs[] 数组中对应的irqdesc中的action建立数据关系。
//include/linux/interrupt.h//线程化直接调用的方法，request_irq 也是封装了该方法，extern int __must_check request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, irq_handler_t thread_fn,unsigned long flags, const char *name, void *dev);//driver 上半部注册函数， 通过该函数，驱动程序中安装一个设备中断服务例程。//handler就是我们通常说的isr例程。isr由驱动程序实现，即bsp工程师实现。static inline int __must_check request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char *name, void *dev){ //封装了request_threaded_irq，内核线程函数为null return request_threaded_irq(irq, handler, null, flags, name, dev);}//irq/manage.cint request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags,const char *devname, void *dev_id){ .... desc = irq_to_desc(irq);//关键函数，通过irq查询irq_desc， 就是上节内容中看到的内核中维护irq_desc数组 .... if (!handler) { if (!thread_fn) return -einval; //当为线程化时，如果上半部handler为null时，系统会默认给一个函数，返回的值就是irq_wake_thread，调用起线程化的下半部内核函数 handler = irq_default_primary_handler; } ... action = kzalloc(sizeof(struct irqaction), gfp_kernel); .... /*通过request_irq api的，这个默认为null， 如果是线程化，这个值可能不为null，handler的返回值会决定thread_fn是否会调用到，参见上一节*soc视角中__handle_irq_event_percpu中switch case irq_wake_thread的处理*/ action- >handler = handler; action- >thread_fn = thread_fn; .... /*构建的关键*/ retval = __setup_irq(irq, desc, action); ....}//irq/manage.cstatic int__setup_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc, struct irqaction *new){ ...... //flag 等各种检查合法性 /*线程化时模板中,传入的thread_fn, 这里创建内核thread， *从判断条件可见，如果是共享中断，只会在第一注册的函数里面创建一次内核线程 */ if (new- >thread_fn && !nested) { ret = setup_irq_thread(new, irq, false); if (ret) goto out_mput; if (new- >secondary) { ret = setup_irq_thread(new- >secondary, irq, true); if (ret) goto out_thread; } } if (!desc- >action) {//第一次安装，需要申请resources ret = irq_request_resources(desc); if (ret) { pr_err(failed to request resources for %s (irq %d) on irqchip %s\\n, new- >name, irq, desc- >irq_data.chip- >name); goto out_bus_unlock; } } old_ptr = &desc- >action; /*添加到对应的irqaction*/ old = *old_ptr; if (old) { /* 多个设备共享中断*/ .... /*共享中断的各种限制性检查，与共享中断中其它设置需要保持一致*/ /*在内核工程师角度我们分析的时候： *__handle_irq_event_percpu 处理具体的信号函数的时候会有一个irqaction链表的遍历，这个遍历就是我们加入的共响中断的情形 */ do { /** or all existing action- >thread_mask bits, * so we can find the next zero bit for this new action. */ thread_mask |= old- >thread_mask; old_ptr = &old- >next; old = *old_ptr; } while (old); } /*将当前的irqaction加入到对应irq_descs[]数组当中对应当中.至此中断控制器的__handle_irq_event_percpu 中对应的handler数据对接完成。*/ *old_ptr = new; ...}
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