http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6349209.html 基於tiny4412的Linux內核移植 — 實例學習中斷背後的知識(1)
http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6848851.html 基於設備樹的TQ2440的中斷（2）
http://blog.csdn.net/tiantao2012/article/details/52232490?locationNum=4 gic v3
http://blog.csdn.net/sunsissy/article/details/73882718 gic 的介紹
一，主中斷控制器（root層）
中斷的發生流程：
當中斷信號發生的時候，會跳轉到彙編代碼entry-armv.S中__irq_svc處，會進入中斷異常，此時pc指針指向中斷向量表，即執行handle_arch_irq函數指針，
arch/arm/kernel/entry-armv.S
41 .macro irq_handler
42 #ifdef CONFIG_MULTI_IRQ_HANDLER
43 ldr r1, =handle_arch_irq
44 mov r0, sp
45 badr lr, 9997f
46 ldr pc, [r1]
47 #else
48 arch_irq_handler_default
49 #endif
這是所有中斷的總入口，每個中斷都要進入這個函數。這個函數會在相應的root 中斷處理器driver初始化中會被賦值，在gic中爲set_handle_irq(gic_handle_irq);
即 handle_arch_irq = gic_handle_irq，不同的主中斷處理器driver會有不同的入口函數實現，所以中斷的總入口被重新定向。
進入handle_arch_irq，會去讀寫相應的中斷狀態寄存器，查看到底是哪個bit即哪個中斷線有信號到來，就可以得到實際的hwirq號，通過這個實際的irq號，通過當前主中斷號的doamin層的映射關係查找出一個系統中唯一的系統中斷號virq(在內核啓動的時候，每層中斷處理器在自己doamin中所擁有的hwirq和virq已經建立了映射關係，新的dts方式的中斷不一定爲存在的每一個hwirq映射一個virq，只對在dts中引用這個中斷的時候去建立這個映射，不引用的不建立映射關係；不同的domain層可能會有相同的hwirq，但是映射出的virq是系統中唯一的，不會有相同的)，然後通過generic_handle_irq(irq_find_mapping(virq);傳入這個唯一的virq，在generic_handle_irq中通過virq找到virq對應的irq_desc(irq_desc只和virq對應和hwirq沒有直接聯繫，唯一的聯繫是我們需要通過hw_irq去查找已經映射好的virq)，然後將irq_desc執行desc->handle_irq(desc)，desc->handle_irq是每個domain實現的用來解析desc的，
然後通過handle_irq（desc）去執行這個desc中的irq_data中的irq_action->handle，即通過request_irq（）來註冊的中斷處理函數
desc->handle_irq：這個函數用來觸發和virq綁定的中斷處理事件，這個函數一定要用本級實現的函數去重新賦值，否則是空的
desc->handle_irq的初始話，在建立映射表的時候通過irq_domain_alloc_irqs_recursive去調用ret = domain->ops->alloc(domain, irq_base, nr_irqs, arg);然後call到該層中斷控制器的domain的ops的alloc函數。
gic driver中的實現：
-->gic_irq_domain_alloc
-->gic_irq_domain_map
-->irq_domain_set_info//在這個函數中將handle_fasteoi_irq賦值給desc->handle_irq
desc->handle_irq = handle_fasteoi_irq
//所以上面的generic_handle_irq會call到各個中斷控制器實現的的desc->handle_irq，gic是handle_fasteoi_irq，這個函數的調用如下
handle_fasteoi_irq的調用
-->handle_fasteoi_irq
-->handle_irq_event
-->handle_irq_event_percpu
-->res = action->handler(irq, action->dev_id);//這裏可以看到執行了中斷處理事件，這個action->handler就是通過request_irq註冊的與該virq綁定的中斷處理事件
此時整個的一箇中斷觸發處理流程完畢。
hw_irq和virq的映射過程：
dts方式的中斷使用，其hw_irq和virq的映射過程是在解析dts的時候就已經完成的
先看下調用棧：
SPI中斷（相對應的是PPI和SGI中斷）的調用棧
[<c30174b4>] (unwind_backtrace) from [<c3013afc>] (show_stack+0x10/0x14)
[<c3013afc>] (show_stack) from [<c3225284>] (dump_stack+0x84/0x98)
[<c3225284>] (dump_stack) from [<c324be00>] (gic_irq_domain_alloc+0x28/0x7c)
[<c324be00>] (gic_irq_domain_alloc) from [<c3020d7c>] (tech_irq_domain_alloc+0x154/0x158)
[<c3020d7c>] (tech_irq_domain_alloc) from [<c306ca34>] (__irq_domain_alloc_irqs+0x130/0x324)
[<c306ca34>] (__irq_domain_alloc_irqs) from [<c306cd9c>] (irq_create_fwspec_mapping+0x174/0x1f8)
[<c306cd9c>] (irq_create_fwspec_mapping) from [<c306ce74>] (irq_create_of_mapping+0x54/0x5c)
[<c306ce74>] (irq_create_of_mapping) from [<c339d4f4>] (irq_of_parse_and_map+0x24/0x2c)
[<c339d4f4>] (irq_of_parse_and_map) from [<c339d514>] (of_irq_to_resource+0x18/0xbc)
[<c339d514>] (of_irq_to_resource) from [<c339d5f4>] (of_irq_to_resource_table+0x3c/0x54)
[<c339d5f4>] (of_irq_to_resource_table) from [<c339aad0>] (of_device_alloc+0x108/0x1a4)
[<c339aad0>] (of_device_alloc) from [<c339abb4>] (of_platform_device_create_pdata+0x48/0xc4)
[<c339abb4>] (of_platform_device_create_pdata) from [<c339ad38>] (of_platform_bus_create+0xfc/0x214)
[<c339ad38>] (of_platform_bus_create) from [<c339ad98>] (of_platform_bus_create+0x15c/0x214)
[<c339ad98>] (of_platform_bus_create) from [<c339afd0>] (of_platform_populate+0x5c/0xac)
[<c339afd0>] (of_platform_populate) from [<c36f9888>] (customize_machine+0x20/0x40)
[<c36f9888>] (customize_machine) from [<c300972c>] (do_one_initcall+0xc0/0x200)
[<c300972c>] (do_one_initcall) from [<c36f8d8c>] (kernel_init_freeable+0x150/0x1e0)
[<c36f8d8c>] (kernel_init_freeable) from [<c3528550>] (kernel_init+0xc/0xe0)
[<c3528550>] (kernel_init) from [<c3010138>] (ret_from_fork+0x14/0x3c)
在內核啓動期間解析設備樹，對於使用了中斷的節點而言，不論是使用主中斷還是級聯的子中斷，將device_node轉換爲platform_device的時候會處理節點中的interrupts屬性，將其轉換爲irq resource，同時在所屬的irq domain中建立起hwirq到virq的映射，下面列出主要的函數調用
of_platform_default_populate_init
---> of_platform_default_populate
---> of_platform_populate
---> of_platform_bus_create
---> of_platform_device_create_pdata
---> of_device_alloc
---> of_irq_to_resource_table
---> of_irq_to_resource
---> irq_of_parse_and_map
---> of_irq_parse_one//僅僅是將解析出的該節點的中斷相關信息進行檢測和二次存儲
---> irq_create_of_mapping/
---> irq_create_fwspec_mapping
---> irq_domain_translate // 解析參數，通過已經解析出的該節點的使用中斷的信息，去得到hw_irq，即dts中傳入的以gic16號中斷爲0號硬件中斷的硬件中斷號（這裏默認指gic中斷處理器，其他中斷處理器這個偏移根據具體的driver而定）這個函數會回調屬於當前doamin的ops結構體中的 translate成員函數
---> irq_create_mapping // 創建hwirq到virq的映射，返回一個系統中唯一的virq，同時將這種映射關係存入當前層的domainde linear_revmap[]中，並且建立該virq和irq_desc的綁定
---irq_domain_alloc_irqs//或者走這個分支,利用bitmap算法分配一個唯一的virq號
---> irq_domain_alloc
--->irq_domain_alloc_descs這個裏面會同時建立virq 和irq_desc 的綁定
但是要注意，hwirq僅僅在所處的irq_domain或者說irq_chip內纔有意義，不同的irq_domain可能會有相同的hwirq，比如gpx2_2的hwirq也是2，但是每一個hwirq對應的virq是系統唯一的，virq其實就是全局變量
各層中斷處理器的driver：
看到上面hw_irq和virq的映射過程可以看到，整個映射過程是需要各層的中斷處理器driver支持的。中斷處理器driver中重要的一點是實現屬於該中斷處理器的doamin，去處理hw_irq
和virq的轉化關係
外設對各層中斷的使用：
如果一個外設要使用一箇中斷，那麼就要在該外設的dts節點中知名使用的哪一級的中斷處理器，同時按照這一即的中斷處理器的格式要求去引用需要的中斷號。
此外設driver中 ，需要使用 下列操作去獲取virq,然後使用這個virq使用request_irq()去註冊和這個中斷號關聯的中斷處理函數.
irq1 = platform_get_irq(pdev, 0);//獲取該節點引用的第一個節點
irq2 = platform_get_irq(pdev, 1);//獲取該節點引用的第二個節點
platform_get_irq這裏有一個hwirq映射爲virq的關鍵操作：
-->platform_get_irq
-->of_irq_get
-->of_irq_parse_one////僅僅是將解析出的該節點的中斷相關信息進行檢測和二次存儲
-->irq_create_of_mapping
---> irq_create_fwspec_mapping
--> irq_domain_translate // 解析參數，通過已經解析出的該節點的使用中斷的信息，去得到hw_irq
-->irq_find_mapping//其實可以看到整個流程和之前建立hw_irq和virq的過程有點類似，唯一的區別在這裏
在進入 irq_create_fwspec_mapping函數通過 irq_domain_translate已經得到了hw_irq,此時會調用irq_find_mapping函數，這個函數會根據傳入的domain和hw_irq去尋找該domain層和這個
hw_irq所對應的virq，如果之前我們已經建立過了這種映射，即已經在dts的解析階段建立了映射，則會在domain中查找到一個virq(此時不是分配，是根據之前的映射結果去查找)
同樣的對於上面的"hw_irq和virq的映射過程"也會執行到這個函數，但是那個時候對於這個hw_irq因爲還沒有建立映射它會查找不到一個virq，所以會走else，執行irq_create_mapping去分配一個virq
unsigned int irq_create_fwspec_mapping(struct irq_fwspec *fwspec)
{
struct irq_domain *domain;
irq_hw_number_t hwirq;
unsigned int type = IRQ_TYPE_NONE;
int virq;
if (fwspec->fwnode)
//找到當前的中斷所依附的domain
domain = irq_find_matching_fwnode(fwspec->fwnode, DOMAIN_BUS_ANY);
else
domain = irq_default_domain;
if (!domain) {
pr_warn("no irq domain found for %s !\n",
of_node_full_name(to_of_node(fwspec->fwnode)));
return 0;
}
//回調當前domain的ops的translate函數得到該中斷的硬件中斷號
if (irq_domain_translate(domain, fwspec, &hwirq, &type))
return 0;
if (irq_domain_is_hierarchy(domain)) {
/*
* If we've already configured this interrupt,
* don't do it again, or hell will break loose.
*/
//節點的映射有在dts解析的時候按照各個節點的dts引用中斷的情況會進入該函數，
//會先執行irq_find_mapping，因爲沒有映射過，直接返回，進入irq_create_mapping去建立該中斷的映射關係
//第二次，當外設driver去解析自己節點的中斷的時候，就會進入在隔離去找對應的軟中斷號，進入
//irq_find_mapping函數，因爲之前已經映射好了，所以可以找到virq，直接返回
//這裏當有節點去獲取軟件中斷號的時候，先在這裏找一下，如果之前已經有對該
//中斷號做了map，那麼先找一下，找到了就直接返回
//通過硬件中斷號找到軟件中斷號，如果是0代表沒找到
virq = irq_find_mapping(domain, hwirq);
if (virq)
return virq;
printk("%s %d\n",__FUNCTION__,__LINE__);
virq = irq_domain_alloc_irqs(domain, 1, NUMA_NO_NODE, fwspec);
if (virq <= 0)
return 0;
} else {
/* Create mapping */
printk("%s %d\n",__FUNCTION__,__LINE__);
virq = irq_create_mapping(domain, hwirq);
if (!virq)
return virq;
}
/* Set type if specified and different than the current one */
if (type != IRQ_TYPE_NONE &&
type != irq_get_trigger_type(virq))
irq_set_irq_type(virq, type);
return virq;
｝
二，特殊的級聯中段（子中斷控制器）
級聯中斷最經典的例子就是gpio中斷的例子了，因爲節省主中斷控制器的中斷線的原因（中斷線也是資源），會將所有的gpio接到一個主中斷線中，即所有的gpio中斷信號都匯聚到一個主中斷假設是以gic的16號中斷爲起始的0號中斷。但是soc這一層有gpio的中斷控制器，硬件層面，當gpio的某個pin有中斷髮生時，中斷信號都會觸發0號中斷。然後0號中斷去執行該中斷綁定的中斷處理函數，那如何知道是哪個pin呢，可以該層被觸發的中斷處理函數中去check gpio的中斷狀態寄存器，就可以知道是哪個pin有中斷來了
既然硬件支持級聯中斷，那麼每個pin就可以當作一箇中斷源，我們就可以爲每一個pin綁定一箇中斷處理函數，像普通中斷那樣使用。但是怎麼使用？
這裏就要將gpio的中斷處理器以級聯中斷的方式在系統中生成一個子中斷控制器，gic是主中斷控制器。
基本思路是給每一組gpio建立一箇中斷控制器抽象，同時建立屬於該中斷控制器的domain。每32個gpio爲一組，每一組都有從0開始的hw_irq,都會在該組的domain映射出一個系統唯一的virq，只要hw_irq和virq的關係建立起來了，我們就可以像使用普通中斷一樣去使用每個gpio中斷了。
看每組的gpio中斷控制器的實現：
首先，所有的gpio中斷都連在0號（假設是0號，這裏的0指的是以gic16號中斷爲起始）主中斷上，所以先作如下操作：
1.vm_gpio->irq = platform_get_irq(pdev, 0);//獲取0號主中斷的virq
2.ret = devm_request_irq(&pdev->dev, vm_gpio->irq, vm_gpio_irq_cascade,
IRQF_TRIGGER_NONE | IRQF_SHARED, dev_name(&pdev->dev), vm_gpio);
爲這個0號中斷綁定中斷處理函數，因爲幾組gpio使用的都是同一個0號主中斷，故使用共享中斷模式，這樣每組gpio在初始化的時候都可以註冊成功。vm_gpio_irq_cascade是0號中斷的中斷處理函數
3.vm_gpio->domain = irq_domain_add_linear(dn, vm_gpio->gc.ngpio, &irq_generic_chip_ops, vm_gpio);將改組的domain加入系統
4.ret = irq_alloc_domain_generic_chips(vm_gpio->domain, vm_gpio->gc.ngpio, 1, vm_gpio->gc.label,
handle_edge_irq, IRQ_NOREQUEST, IRQ_NOPROBE, IRQ_GC_INIT_MASK_CACHE);//添加該層的執行中斷號綁定的事件的函數，即將handle_edge_irq函數賦值給generic_handle_irq中的desc->handle_irq(desc)。聯想中斷的發生流程中關於generic_handle_irq的解釋
5.各種初始化：
gc->reg_base = vm_gpio->base;
gc->chip_types[0].type = IRQ_TYPE_EDGE_BOTH;
gc->chip_types[0].chip.irq_ack = irq_gc_ack_set_bit;
gc->chip_types[0].chip.irq_mask = irq_gc_mask_clr_bit;
gc->chip_types[0].chip.irq_unmask = irq_gc_mask_set_bit;
gc->chip_types[0].chip.irq_set_type = vm_gpio_irq_set_type;
gc->chip_types[0].regs.ack = OFFSET_TO_REG_INT_STATUS;
gc->chip_types[0].regs.mask = OFFSET_TO_REG_INT_EN;
6.重要的一點實現：vm_gpio->gc.to_irq = vm_gpio_to_irq;
中斷的發生過程：
來看看2中的vm_gpio_irq_cascade：
static irqreturn_t vm_gpio_irq_cascade(int irq, void *data)
{
struct vm_gpio *vm_gpio = data;
u32 r = vm_reg_read(vm_gpio, OFFSET_TO_REG_INT_STATUS);
u32 m = vm_reg_read(vm_gpio, OFFSET_TO_REG_INT_EN);
const unsigned long bits = r & m;
int i = 0;
for_each_set_bit(i, &bits, 32)
generic_handle_irq(irq_find_mapping(vm_gpio->domain, i));
return IRQ_HANDLED;
}
當任意一個gpio中斷髮生後，就會觸發0號主中斷，然後會執行該中斷的處理函數即這裏的vm_gpio_irq_cascade，在這個函數中，讀改組的gpio中斷狀態寄存器，看是哪個bit即哪個gpio有中斷到來，即得到了該組中斷的hw_irq,（看到了嗎，hw_irq只和該層中斷有關，即不同層的中斷會有相同的硬件中斷號，但是映射的virq是系統中唯一的）因爲在該組的domain中已經將這個hw_irq分配了相應的virq，即已經建立好了，所以通過irq_find_mapping(vm_gpio->domain, i)即可以查找返回一個屬於這個hw_irq的virq,然後再使用
generic_handle_irq（virq）去執行和這個virq相關的一箇中斷處理函數
hw_irq和virq的關係建立：
和上面主中斷控制器中hw_irq和virq的關係建立所描述的，只有當在dts中有其他節點引用gpio中斷節點和中斷號的時候，纔會建立該中斷號的映射關係。建立方法一致，會將相關信息保存在該組的domain中
gpio中斷當作普通中斷的的使用：
主控制器的節點表示爲：
gic: interrupt-controller@1bf01000 {
compatible = "arm,cortex-a7-gic";
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <3>;
reg = <0x1bf01000 0x1000>,
<0x1bf02000 0x1000>,
<0x1bf04000 0x2000>,
<0x1bf06000 0x2000>;
};
而普通外設引用主中斷的操作：
timer {
compatible = "arm,armv7-timer";
interrupts = <GIC_PPI 13 (GIC_CPU_MASK_SIMPLE(4) | IRQ_TYPE_LEVEL_LOW)>,
<GIC_PPI 14 (GIC_CPU_MASK_SIMPLE(4) | IRQ_TYPE_LEVEL_LOW)>,
<GIC_PPI 11 (GIC_CPU_MASK_SIMPLE(4) | IRQ_TYPE_LEVEL_LOW)>,
<GIC_PPI 10 (GIC_CPU_MASK_SIMPLE(4) | IRQ_TYPE_LEVEL_LOW)>;
interrupt-parent=<&igic>;
clock-frequency = <27000000>;
arm,cpu-registers-not-fw-configured;
gpio中的一個組作爲一個子中斷控制器的節點表示爲：
gpio_la: gpio@1808D000 {
compatible = "tech,vm-gpio";
reg = <0x1808D000 0x20>;
offsets = <0x0 0x4 0x8 0xc 0x10 0x14 0x18>;
interrupts = <0 0 4>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
ngpio = <32>;
gpio-base = <0>;
interrupt-parent=<&gic>;//他需要用到主中斷
interrupt-controller;
gpio-ranges = <&pinctrl 0 0 15>;
#interrupt-cells = <1>;
};
而普通外設使用goio中斷的節點爲：
xxx: xx@xxx {
compatible = "tech,xxx";
reg = <0x1808D000 0x20>;
interrupts = <2 4>;//使用了改組的2號gpio中斷
interrupt-parent=<&gpio_la>;
#interrupt-cells = <1>;
};
在使用gpio中斷的driver中，首先使用gpio_to _irq回調到該gpio組的vm_gpio_to_irq這個函數，得到一個virq
static int vm_gpio_to_irq(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)
{
struct vm_gpio *vm_gpio = to_vm_gpio(chip);
return irq_create_mapping(vm_gpio->domain, offset);//其中的offset就是該組gpio的哪個bit，在這裏就是該組的哪個hw_irq,因爲之前已經映射好了，所以這裏直接使用irq_create_mapping就可以查找出在這個屬於這個組的中斷控制器的domain中的virq
}
然後再去使用這個系統的virq去註冊一箇中斷事件
問題：對於級聯的中斷，中斷的觸發總是先走主中斷的入口函數，然後找出主中斷層的hwirq,然後找到virq,然後通過generic_handle_irq去執行剛virq綁定的事件，那級聯的怎麼執行到呢？
思路是這樣的，對於級聯的中斷，先觸發的是級聯中斷所連的主中斷的事件，在這個事件中，去找到級聯層的中斷號，並使用級聯層domain找到這個中斷號對應的virq，再去使用
generic_handle_irq去call到該層的desc_handle函數執行這個virq綁定的事件
老的方式在start_kernel中先對中斷做了先期初始化,新的4.4的內核雖然使用了，但是好像沒有用來初始化靜態表，
好像新的內核就沒有使用靜態表，是動態的方式
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
……
trap_init();
……
early_irq_init();
init_IRQ();
……
}
early_irq_init();中3.多的內核用與初始化靜態的中斷號描述符表格；不過ARM體系沒有實現arch_early_irq_init。
int __init early_irq_init(void)
{
int count, i, node = first_online_node;
struct irq_desc *desc;
init_irq_default_affinity();
printk(KERN_INFO "NR_IRQS:%d\n", NR_IRQS);
desc = irq_desc;
count = ARRAY_SIZE(irq_desc); //irq_descwei
for (i = 0; i < count; i++) {
desc[i].kstat_irqs = alloc_percpu(unsigned int);
alloc_masks(&desc[i], GFP_KERNEL, node);
raw_spin_lock_init(&desc[i].lock);
lockdep_set_class(&desc[i].lock, &irq_desc_lock_class);
desc_set_defaults(i, &desc[i], node, NULL);
}
return arch_early_irq_init();
}
在內核啓動期間解析設備樹，將device_node轉換爲platform_device的時候會處理節點中的interrupts屬性，將其轉換爲irq resource，同時在所屬的irq domain中建立起hwirq到virq的映射，下面列出主要的函數調用，期間就會調用上面中斷控制器的irq_domain的s3c24xx_irq_ops_of中的xlate和map：
of_platform_default_populate_init
---> of_platform_default_populate
---> of_platform_populate
---> of_platform_bus_create
---> of_platform_device_create_pdata
---> of_device_alloc
---> of_irq_to_resource_table
---> of_irq_to_resource
---> irq_of_parse_and_map
---> of_irq_parse_one
---> irq_create_of_mapping
---> irq_create_fwspec_mapping
---> irq_domain_translate // 解析參數
---> s3c24xx_irq_xlate_of
---> irq_create_mapping // 創建hwirq到virq的映射
---> irq_domain_associate
---> s3c24xx_irq_map_of
但是要注意，hwirq僅僅在所處的irq_domain或者說irq_chip內纔有意義，不同的irq_domain可能會有相同的hwirq，比如gpx2_2的hwirq也是2，但是每一個hwirq對應的virq是系統唯一的，virq其實就是全局變量