linux-2.6.26內(nèi)核中ARM中斷實現(xiàn)詳解（1）-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯linux-2.6.26內(nèi)核中ARM中斷實現(xiàn)詳解（1）-基礎(chǔ)電子作者：劉洪濤，華清遠見嵌入式學(xué)院講師，ARMATC授權(quán)培訓(xùn)講師。

看了一些網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于linux中斷實現(xiàn)的文章，感覺有一些寫的非常好，在這里首先感謝他們的無私付出，然后也想再補充自己對一些問題的理解。先從函數(shù)注冊引出問題吧。

一、中斷注冊方法

在linux內(nèi)核中用于申請中斷的函數(shù)是request_IRq（），函數(shù)原型在Kernel/irq/manage.c中定義：

intrequest_irq(unsignedintirq,irq_handler_thandler,

unsignedlongirqflags,constchar*devname,void*dev_id)

irq是要申請的硬件中斷號。

handler是向系統(tǒng)注冊的中斷處理函數(shù)，是一個回調(diào)函數(shù)，中斷發(fā)生時，系統(tǒng)調(diào)用這個函數(shù)，dev_id參數(shù)將被傳遞給它。

irqflags是中斷處理的屬性，若設(shè)置了IRQF_DISABLED（老版本中的SA_INTERRUPT，本版zhon已經(jīng)不支持了），則表示中斷處理程序是快速處理程序，快速處理程序被調(diào)用時屏蔽所有中斷，慢速處理程序不屏蔽；若設(shè)置了IRQF_SHARED（老版本中的SA_SHIRQ），則表示多個設(shè)備共享中斷，若設(shè)置了IRQF_SAMPLE_RANDOM（老版本中的SA_SAMPLE_RANDOM），表示對系統(tǒng)熵有貢獻，對系統(tǒng)獲取隨機數(shù)有好處。（這幾個flag是可以通過或的方式同時使用的）

dev_id在中斷共享時會用到，一般設(shè)置為這個設(shè)備的設(shè)備結(jié)構(gòu)體或者NULL。

devname設(shè)置中斷名稱，在cat/proc/interrupts中可以看到此名稱。

request_irq()返回0表示成功，返回-INVAL表示中斷號無效或處理函數(shù)指針為NULL，返回-EBUSY表示中斷已經(jīng)被占用且不能共享。

關(guān)于中斷注冊的例子，大家可在內(nèi)核中搜索下request_irq。

在編寫驅(qū)動的過程中，比較容易產(chǎn)生疑惑的地方是：

1、中斷向量表在什么位置？是如何建立的？

2、從中斷開始，系統(tǒng)是怎樣執(zhí)行到我自己注冊的函數(shù)的？

3、中斷號是如何確定的？對于硬件上有子中斷的中斷號如何確定？

4、中斷共享是怎么回事，dev_id的作用是？

本文以2.6.26內(nèi)核和S3C2410處理器為例，為大家講解這幾個問題。

二、異常向量表的建立

在ARMV4及V4T以后的大部分處理器中，中斷向量表的位置可以有兩個位置：一個是0，另一個是0xffff0000?？梢酝ㄟ^CP15協(xié)處理器c1寄存器中V位(bit[13])控制。V和中斷向量表的對應(yīng)關(guān)系如下：

V=0～0x00000000~0x0000001C

V=1～0xffff0000~0xffff001C

arch/arm/mm/proc-arm920.S中

.section".text.init",#alloc,#execinstr

__arm920_setup:

……orrr0,r0,#0x2100@..1....1..11...1

//bit13=1中斷向量表基址為0xFFFF0000。R0的值將被付給CP15的C1.

在linux中，向量表建立的函數(shù)為：

init/main.c-start_kernel()-trap_init()

void__inittrap_init(void)

{

unsignedlongvectors=CONFIG_VECTORS_BASE;

……

memcpy((void*)vectors,__vectors_start,__vectors_end-__vectors_start);

memcpy((void*)vectors+0x200,__stubs_start,__stubs_end-__stubs_start);

}

在2.6.26內(nèi)核中CONFIG_VECTORS_BASE初是在各個平臺的配置文件中設(shè)定的，如：

arch/arm/configs/s3c2410_defconfig中

CONFIG_VECTORS_BASE=0xffff0000

__vectors_end至__vectors_start之間為異常向量表。

位于arch/arm/kernel/entry-armv.S

.globl__vectors_start

__vectors_start:

swiSYS_ERROR0:

bvector_und+stubs_offset//復(fù)位異常:

ldrpc,.LCvswi+stubs_offset//未定義指令異常:

bvector_pa^+stubs_offset//軟件中斷異常:

bvector_da^+stubs_offset//數(shù)據(jù)異常:

bvector_addrexcptn+stubs_offset//保留:

bvector_irq+stubs_offset//普通中斷異常:

bvector_fiq+stubs_offset//快速中斷異常:

.globl__vectors_end:

__vectors_end:

__stubs_end至__stubs_start之間是異常處理的位置。也位于文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中。vector_und、vector_pa^、vector_irq、vector_fiq都在它們中間。

stubs_offset值如下：

.equstubs_offset,__vectors_start+0x200-__stubs_start

stubs_offset是如何確定的呢？（引用網(wǎng)絡(luò)上的一段比較詳細的解釋）

當(dāng)匯編器看到B指令后會把要跳轉(zhuǎn)的標(biāo)簽轉(zhuǎn)化為相對于當(dāng)前PC的偏移量（±32M）寫入指令碼。從上面的代碼可以看到中斷向量表和stubs都發(fā)生了代碼搬移，所以如果中斷向量表中仍然寫成bvector_irq，那么實際執(zhí)行的時候就無法跳轉(zhuǎn)到搬移后的vector_irq處，因為指令碼里寫的是原來的偏移量，所以需要把指令碼中的偏移量寫成搬移后的。我們把搬移前的中斷向量表中的irq入口地址記irq_PC,它在中斷向量表的偏移量就是irq_PC-vectors_start,vector_irq在stubs中的偏移量是vector_irq-stubs_start，這兩個偏移量在搬移前后是不變的。搬移后vectors_start在0xffff0000處，而stubs_start在0xffff0200處，所以搬移后的vector_irq相對于中斷向量中的中斷入口地址的偏移量就是，200+vector_irq在stubs中的偏移量再減去中斷入口在向量表中的偏移量，即200+vector_irq-stubs_start-irq_PC+vectors_start=(vector_irq-irq_PC)+vec