一開始學單片機時 就知道中斷這一個概念 看些視頻學了大半天 也是似懂非懂 看代碼也就是設置下寄存器寫下中斷服務程序而已 學的不是很深入 一直到現在 經過了<微機原理>這門課的學習 纔對中斷有了一定的深入瞭解 發現中斷也就是一門說複雜也能很複雜 只要封裝好了api 使用也很簡單的事 但是身爲一名學習者 還是有必要學習中斷的使用和原理
身爲一個學習嵌入式的小白 一開始我學習的當然是單片機 所學的單片機是stm32 相信大部分嵌入式的人都會 所學的中斷 是這樣使用的
(這裏主要是記載以下如何使用中斷 至於中斷的什麼優先級，什麼優先級分組，使能之類的原理，就不再贅述)
第一步：將一個I/O口配置成中斷輸入模式。
注意點：一般中斷分爲外部中斷和內部中斷 外部中斷一般是指由計算機外設發出的中斷請求，如：鍵盤中斷、打印機中斷、定時器中斷等。外部中斷是可以屏蔽的中斷，也就是說，利用中斷控制器可以屏蔽這些外部設備 的中斷請求。內部中斷是指因硬件出錯（如突然掉電、奇偶校驗錯等）或運算出錯（除數爲零、運算溢出、單步中斷等）所引起的中斷。
這裏使用的是按鍵中斷 用的是GPIO引腳 板子上是PD^11,PD^12兩個端口作爲中斷輸入的 所以這裏要做的是
1）初始化I/O口爲輸入；
2）開啓I/O複用時鐘，並設置外部事件映射關聯。
爲啥GPIO口使用中斷方式進行工作的時候就必須要映射到外部事件上去，而其他就不呢？參照下網友的解析是：比如USART產生的中斷，是沒有經過EXTI，而是直接將中斷放入了NVIC；但是GPIO它作爲中斷源，是要經過EXTI的。仔細參看下面兩個圖，其實就會恍然大悟：
所以GPIO口的中斷方式進行工作要映射到外部事件上去
void BUTTON_Configuration(void)
{
/* 初始化PD^11 PD^12爲中斷輸入模式 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
/* 開啓複用時鐘 */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
/* 將PD^11,PD^12映射到外部事件線上去 */
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD , GPIO_PinSource11);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD , GPIO_PinSource12);
}第一步是將外部GPIO口映射到某外部事件上去。那麼接下來，就該對該外部事件進行配置了，包括外部事件線路的選擇、觸發條件、使能。這裏需要理解清楚的是，GPIO口和外部事件是各自獨立的，它們並不是一體的—詳細理解第一步，將GPIO口映射到某外部事件，可以看出GPIO和外部事件這個東西是兩個不同的東西，在這裏，GPIO的映射，無非就是GPIO口搭了外部事件的一趟順風車。也所以，外部事件依然是要配置和使能的，不能說，將GPIO口映射到外部事件就可以產生中斷了。
void EXTI_Configuration(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
/*PD11外部中斷輸入 下降沿觸發*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line11;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
/*PD12外部中斷輸入 下降沿觸發*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line12;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}第三步，現在就該配置中斷了。也即是配置中斷分組，以及中斷優先級。當然，這並不是最後的工作。
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 中斷分組 影響到了後面優先級的分配 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
/*外部中斷線 使能中斷*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0 ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}不管是IO的配置和外部事件還有中斷的配置都配置完畢後 最後一步就是寫中斷服務函數
第四步：中斷服務函數
這裏有個重點必須注意：所有中斷服務函數的名字，ST官方已經取好了，而且還放在了中斷向量表中了<也即是啓動文件裏>，如果你不自己寫啓動文件的話，那麼你的中斷服務函數的名字必須和ST官方的一樣，不然，一箇中斷來了，找不到負責任的函數，它就只有悲劇去了。
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line11)!= RESET)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line11);
Flag = 0x01;
}
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line12)!= RESET)
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line12);
Flag = 0x02;
}
}int main(void)
{
/* Add your application code here
*/
SystemInit(); /*系統初始化*/
LED_Configuration(); /* LED初始化 也就是GPIO的簡單配置而已 */
BUTTON_Configuration();
NVIC_Configuration();
EXTI_Configuration();
/* Infinite loop */
while (1)
{
switch(Flag)
{
case 0x01:
{
LED2(1);
Delay();
LED2(0);
Delay();
break;
}
case 0x02:
{
LED3(1);
Delay();
LED3(0);
Delay();
break;
}
default :
{
LED1(1);
Delay();
LED1(0);
Delay();
break;
}
}
}
}主函數主要是調用一些初始化函數然後定義了一個全局變量Flag，每次中斷，都影響Flag的值，然後main函數判斷該值，就這麼簡單。完了
將GPIO作爲中斷的處理流程
1. GPIO初始化。包括外設時鐘，管腳，速度，模式等。
2. 將GPIO腳連接到EXTI line。這是通過寫AFIO下的EXTICR寄存器實現的。
3. EXTI初始化，使能該條EXTI line，並做上升下降沿設置。通過寫EXTI下IMR, EMR, PTSR, FTSR實現。
4. NVIC初始化。包括優先級的計算和使能。
當中斷到來，ISR做相應處理後：
1. 清除GPIO寄存器中的信號量。
2. 清除EXTI上的信號量。
這就是一個stm32的中斷使用方式
這裏穿插一個小知識 也就是怎麼找到中斷服務程序的地址呢 當一箇中斷髮生時 開發板就會根據對應的中斷找到中斷服務程序 然後運行 運行完後就恢復原樣 返回
其實這裏是通過中斷向量表實現的
拿x86的的中斷系統舉例
每個中斷源對應一個確定的8位中斷類型碼，cpu在響應中斷後，會根據中斷類型碼查詢中斷向量錶轉入的中斷服務程序
一般的做法是
1.將中斷類型碼*4 作爲中斷向量表的地址指針
2.將cpu的標誌寄存器入棧保護
3.清楚IF和TF標誌位，屏蔽信的INTR中斷和單步中斷
4.保存斷點，即把斷點處的IP和CS值壓入堆棧，先壓入CS值，再壓入IP值
5.從中斷向量表中取中斷服務程序的入口地址，分別送至CS和IP中
6.從新的CS:IP執行中斷程序
CS:段地址 IP:偏移量
下面我們就來講解下Linux下的中斷 linux作爲一個嵌入式操作系統 中斷機制的代碼很龐大和複雜 這裏也只是稍微的講解下大概的框架 全部講完估計要講三天三夜也未必講的清楚
在中斷機制中 會有一個叫中斷控制器的東西 負責將外設的中斷請求經過一下處理後發送到CPU的中斷輸入 外設是不能直接中斷通知CPU的 同時CPU也不能一直輪詢外設 這樣太耗精力和時間 所以這工作由中斷控制器來完成
比如最經典的就是8259A中斷控制器
IRQ0-IRQ7是8箇中斷輸入信號引腳 來接收中斷輸入信號
但是中斷控制器硬件平臺多種多樣 爲了屏蔽各種硬件平臺的區別，Linux提供了一個統一抽像的平臺來實現中斷子系統。irq_chip結構用於描述一個硬件中斷控制器，它封裝了控制器的名稱（如XTPIC或IO-APIC）和控制器相應的操作：
中斷控制器
struct irq_chip {
const char *name; //控制器名稱
unsigned int (*startup)(unsigned int irq); //第一次激活時調用，用於第一次初始化IRQ
void (*shutdown)(unsigned int irq); //對應的關閉操作
void (*enable)(unsigned int irq); //激活IRQ
void (*disable)(unsigned int irq); //禁用IRQ
void (*ack)(unsigned int irq); //顯示的中斷確認操作
void (*mask)(unsigned int irq); //屏蔽中斷
void (*mask_ack)(unsigned int irq); //屏幕並確認
void (*unmask)(unsigned int irq); //屏蔽的反向操作
void (*eoi)(unsigned int irq); //end of interrupt，提供處理中斷時一個到硬件的回調
void (*end)(unsigned int irq); //end操作表示中斷處理在電流層結束
int (*set_affinity)(unsigned int irq, //設置中斷親和
const struct cpumask *dest);
int (*retrigger)(unsigned int irq);
int (*set_type)(unsigned int irq, unsigned int flow_type); //設IRQ電流類型
int (*set_wake)(unsigned int irq, unsigned int on); //設置喚醒???
/* Currently used only by UML, might disappear one day.*/
#ifdef CONFIG_IRQ_RELEASE_METHOD
void (*release)(unsigned int irq, void *dev_id);
#endif
/*
* For compatibility, ->typename is copied into ->name.
* Will disappear.
*/
const char *typename;
};大多數的操作可以根據名稱瞭解一二。該結構考慮到了各種不同的體系結構，所以一個特繫結構的使用，通常僅是它的一個子集，甚至是很小的一個子系，以s3c舉例
static struct irq_chip s3c_irq_chip = {
.name = "s3c",
.ack = s3c_irq_ack,
.mask = s3c_irq_mask,
.unmask = s3c_irq_unmask,
.set_wake = s3c_irq_wake
};中斷描述符
每個中斷都有一個編號，系統可以根據編號很容易地區分來訪者，是鼠標，還是鍵盤，或者是網卡。只是很可惜，出於很多原因（例如短視或成本考慮），在很多體系結構上，提供的編號是很少的，例如圖1中顯示的，兩個8259A芯片，總共提供了16箇中斷槽位。雖然曾經看來，對於個人計算機這已經足夠了，只是時過境遷，又到了改變的時候，例如，多個外設共享一箇中斷，稱之爲中斷共享，有過PCI驅動編寫經驗的都接觸過，當然，這需要硬件和內核同時支持。
在IA-32 CPU上，爲外圍設備都供了16箇中斷號，從32-47，不過如果看一下/proc/interrupts就會發現，外圍設備的IRQ編號是從0開始到15的，這意味着，中斷控制器的一個重要任務，就是對IRQ編號和中斷號進行映射，在IA-32上，這個映射，就需要加上32即可。
struct irq_desc {
unsigned int irq;
……
irq_flow_handler_t handle_irq; //指向上述控制芯片的電流處理程序
struct irq_chip *chip; //指向上述的控制芯片
……
struct irqaction *action; /* IRQ action list */ //指向IRQ的中斷action列表
……
} ____cacheline_internodealigned_in_smp;IRQ相關信息的管理的關鍵之處在於，內核引入一個irq_desc 類型的全局數組來記錄之，每個數組的項對應一個IRQ編號，數組槽位與中斷號一一對應，IRQ0在位置0，諸如此類。
數組irq_desc_ptrs的初始化在kernel/irq/handle.c
struct irq_desc **irq_desc_ptrs __read_mostly;
irq_desc_legacy是一個用於初始化的臨時中介：
static struct irq_desc irq_desc_legacy[NR_IRQS_LEGACY] __cacheline_aligned_in_smp = {
[0 ... NR_IRQS_LEGACY-1] = {
.irq = -1,
.status = IRQ_DISABLED,
.chip = &no_irq_chip,
.handle_irq = handle_bad_irq,
.depth = 1,
.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(irq_desc_init.lock),
}
};這裏是用了GNU C的擴展語法 就是將數組裏的所有元素irq=-1，其handle_irq都指向handle_bad_irq。
當你要獲得中斷描述符的話 內核也提供了一個接口
可以根據irq號獲得對應的中斷描述符
struct irq_desc *irq_to_desc(unsigned int irq)
{
if (irq_desc_ptrs && irq < nr_irqs)
return irq_desc_ptrs[irq];
return NULL;
}中斷描述符中，其最後一個成員action指向中斷處理程序。這將在後文描述，先來看中斷描述符的初始化，這在early_irq_init函數中完成：
int __init early_irq_init(void)
{
struct irq_desc *desc;
desc = irq_desc_legacy;
//爲中斷描述符分配槽位
irq_desc_ptrs = kcalloc(nr_irqs, sizeof(void *), GFP_NOWAIT);
legacy_count = ARRAY_SIZE(irq_desc_legacy);
//初始化之
for (i = 0; i < legacy_count; i++) {
desc[i].irq = i;
desc[i].kstat_irqs = kstat_irqs_legacy + i * nr_cpu_ids;
lockdep_set_class(&desc[i].lock, &irq_desc_lock_class);
alloc_desc_masks(&desc[i], node, true);
init_desc_masks(&desc[i]);
irq_desc_ptrs[i] = desc + i;
}
//初始化餘下的
for (i = legacy_count; i < nr_irqs; i++)
irq_desc_ptrs[i] = NULL;
}這樣，每個irq_desc_ptrs的槽位的初始化工作就完成了。值得注意的是，這裏並沒有初始化中斷描述符的電流處理句柄handle_irq成員。這是留到具體的控制器中去完成的，還是以8259A爲例：
void make_8259A_irq(unsigned int irq)
{
disable_irq_nosync(irq);
io_apic_irqs &= ~(1<<irq);
set_irq_chip_and_handler_name(irq, &i8259A_chip, handle_level_irq,
"XT");
enable_irq(irq);
}set_irq_chip_and_handler_name函數是內核提供的處理註冊irq_chip和設置電流處理程序的API之一：
void
set_irq_chip_and_handler_name(unsigned int irq, struct irq_chip *chip,
irq_flow_handler_t handle, const char *name)
{
//取得IRQ對應的中斷描述符，設置其chip成員
set_irq_chip(irq, chip);
//設置IRQ對應的中斷描述符的handle_irq成員
__set_irq_handler(irq, handle, 0, name);
}這樣，i8259A_chip控制器的電流處理程序被註冊爲handle_level_irq，即爲電平觸發中斷，對應的，邊沿觸發中斷的處理程序是handle_edge_irq。
void
handle_level_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
struct irqaction *action;
irqreturn_t action_ret;
spin_lock(&desc->lock);
mask_ack_irq(desc, irq);
//後面的代碼在應答的中斷後，會調置IRQ_INPROGRESS標誌，這裏做一個簡單檢查
if (unlikely(desc->status & IRQ_INPROGRESS))
goto out_unlock;
//清除IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING標誌位
desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING);
//統計
kstat_incr_irqs_this_cpu(irq, desc);
/*
* If its disabled or no action available
* keep it masked and get out of here
*/
//從中斷描述符中取得action
action = desc->action;
//如果沒有action，或者是中斷被關閉，退出
if (unlikely(!action || (desc->status & IRQ_DISABLED)))
goto out_unlock;
//設置IRQ_INPROGRESS，表示正在處理
desc->status |= IRQ_INPROGRESS;
spin_unlock(&desc->lock);
//調用高層的中斷處理程序handle_IRQ_event進一步處理
action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);
if (!noirqdebug)
note_interrupt(irq, desc, action_ret);
spin_lock(&desc->lock);
//處理完畢，清除正在處理標誌
desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS;
//如果IRQ沒有被禁用，調用chip的unmask
if (!(desc->status & IRQ_DISABLED) && desc->chip->unmask)
desc->chip->unmask(irq);
out_unlock:
spin_unlock(&desc->lock);
}中斷處理程序函數
每個中斷處理程序函數都由結構struct irqaction表示，也就是上述中斷描述符的最後一個成員：
struct irqaction {
irq_handler_t handler;
unsigned long flags;
cpumask_t mask;
const char *name;
void *dev_id;
struct irqaction *next;
int irq;
struct proc_dir_entry *dir;
irq_handler_t thread_fn;
struct task_struct *thread;
unsigned long thread_flags;
};該結構中，最重要的成員就是處理函數本身，也就是其第一個成員。
flags包含一些標誌信，例如IRQF_SHARED/IRQF_TIMER等。
mask存儲其CPU位圖掩碼；
name和dev_id唯一地標識一箇中斷處理程序；
next成員用於實現共享的IRQ處理程序，相同irq號的一個或幾個irqaction匯聚在一個鏈表中。
小結一下，上述三個重要數據結構的關係就很清楚了：
irq_desc數組包含若干成員，每個成員都一個chip指針，指向對應的中斷控制器結構，action指向，指向中斷處理函數結構irqaction，若干個具體相同irq的中斷處理函數結構串在一個鏈表上。
irqaction是中斷子系統面向驅動程序界面提供的接口，驅動程序在初始化的時候向內核註冊，調用request_irq向中斷子系統註冊，request_irq函數會構造一個action，並將其關聯到相應的中斷描述符上。
IDT表與中斷的觸發
中斷的觸發，或者稱之爲中斷路由，表示一箇中斷如何達到上述的中斷處理函數中。
科普下 在實模式下 cpu用8位的中斷類型碼通過中斷向量表查詢到相應的中斷服務程序入口 而進入了保護模式後 中斷向量表也改叫做中斷描述符表IDT（InterruptDescriptor Table）。其中的每個表項叫做一個門描述符（gate descriptor），“門”的含義是當中斷髮生時必須先通過這些門，然後才能進入相應的處理程序。
IDT（Interrupt Descriptor Table）中斷描述表，IDT是個有256個入口的線形表，每個中斷向量關聯了一箇中斷處理過程。當計算機運行在實模式時，IDT被初始化並由BIOS使用。然而，一旦真正進入了Linux內核，IDT就被移到內存的另一個區域，並進行進入實模式的初步初始化。內核的初始化流程如下：
start_kernel
->init_IRQ
->native_init_IRQvoid __init native_init_IRQ(void)
{
……
//更新外部中斷(IRQ)的IDT表項
for (i = FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i < NR_VECTORS; i++) {
/* IA32_SYSCALL_VECTOR could be used in trap_init already. */
//跳過系統調用(trap)使用過的槽位
if (!test_bit(i, used_vectors))
set_intr_gate(i, interrupt[i-FIRST_EXTERNAL_VECTOR]);
}
}set_intr_gate在IDT的第i個表項插入一箇中斷門。門中的段選擇符設置爲內核代碼的段選擇符，基偏移量爲中斷處理程序的地址，
即爲第二個參數interrupt[i-FIRST_EXTERNAL_VECTOR]。
interrupt數組在entry_32.S中定義，它本質上都會跳轉到common_interrupt：
.section .init.rodata,"a"
ENTRY(interrupt)
.text
.p2align 5
.p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
ENTRY(irq_entries_start)
RING0_INT_FRAME
vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
.rept (NR_VECTORS-FIRST_EXTERNAL_VECTOR+6)/7
.balign 32
.rept 7
.if vector < NR_VECTORS
.if vector <> FIRST_EXTERNAL_VECTOR
CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -4
.endif
1: pushl $(~vector+0x80) /* Note: always in signed byte range */
CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4
.if ((vector-FIRST_EXTERNAL_VECTOR)%7) <> 6
jmp 2f
.endif
.previous
.long 1b
.text
vector=vector+1
.endif
.endr
2: jmp common_interrupt
.endr
END(irq_entries_start)
.previous
END(interrupt)
.previouscommon_interrupt是所有外部中斷的統一入口：
/*
* the CPU automatically disables interrupts when executing an IRQ vector,
* so IRQ-flags tracing has to follow that:
*/
.p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
common_interrupt:
//將中斷向量號減256。內核用負數表示所有的中斷
addl $-0x80,(%esp) /* Adjust vector into the [-256,-1] range */
//調用SAVE_ALL宏保存寄存器的值
SAVE_ALL
TRACE_IRQS_OFF
//保存棧頂地址
movl %esp,%eax
//調用do_IRQ函數
call do_IRQ
//從中斷返回
jmp ret_from_intr
ENDPROC(common_interrupt)
CFI_ENDPROC這樣，就進入了著名的do_IRQ函數了，到這裏，基本上有平臺相關的彙編代碼的處理流程就結束了，相對而言，我還是更喜歡C語言：
/*
* do_IRQ handles all normal device IRQ's (the special
* SMP cross-CPU interrupts have their own specific
* handlers).
*/
unsigned int __irq_entry do_IRQ(struct pt_regs *regs)
{
//取得原來的寄存器
struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
/* high bit used in ret_from_ code */
//取得中斷向量號
unsigned vector = ~regs->orig_ax;
unsigned irq;
//退出idle進程
exit_idle();
//進入中斷
irq_enter();
//中斷線號與設備的中斷號之間對應關係，由系統分派，分派表是一個per-cpu變量vector_irq
irq = __get_cpu_var(vector_irq)[vector];
//處理之
if (!handle_irq(irq, regs)) {
//應答APIC
ack_APIC_irq();
if (printk_ratelimit())
pr_emerg("%s: %d.%d No irq handler for vector (irq %d)\n",
__func__, smp_processor_id(), vector, irq);
}
//結束中斷
irq_exit();
set_irq_regs(old_regs);
return 1;
}handle_irq函數根據中斷號，查找相應的desc結構，調用其handle_irq：
bool handle_irq(unsigned irq, struct pt_regs *regs)
{
struct irq_desc *desc;
int overflow;
overflow = check_stack_overflow();
desc = irq_to_desc(irq); //取得irq對應的中斷描述符，irq_to_desc函數一開始就已經分析過了
if (unlikely(!desc))
return false;
if (!execute_on_irq_stack(overflow, desc, irq)) {
if (unlikely(overflow))
print_stack_overflow();
desc->handle_irq(irq, desc);
}
return true;
}如前所述，handle_irq函數指針，指向了handle_level_irq，或者是handle_edge_irq。不論是哪一種，中斷電流處理函數在會調用handle_IRQ_event進一步處理，handle_IRQ_event函數的本質是遍歷中斷號上所有的action，調用其handler。這是在設備驅動初始化時向中斷子系統註冊的：
/**
* handle_IRQ_event - irq action chain handler
* @irq: the interrupt number
* @action: the interrupt action chain for this irq
*
* Handles the action chain of an irq event
*/
irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct irqaction *action)
{
irqreturn_t ret, retval = IRQ_NONE;
unsigned int status = 0;
//因爲CPU會禁止中斷，這裏將其打開，如果沒有指定IRQF_DISABLED標誌的話，它表示處理程序在中斷禁止情況下運行
if (!(action->flags & IRQF_DISABLED))
local_irq_enable_in_hardirq();
//遍歷當前irq的action鏈表中的所有action，調用之
do {
//打開中斷跟蹤
trace_irq_handler_entry(irq, action);
//調用中斷處理函數
ret = action->handler(irq, action->dev_id);
//結束跟蹤
trace_irq_handler_exit(irq, action, ret);
switch (ret) {
case IRQ_WAKE_THREAD:
/*
* Set result to handled so the spurious check
* does not trigger.
*/
ret = IRQ_HANDLED;
/*
* Catch drivers which return WAKE_THREAD but
* did not set up a thread function
*/
if (unlikely(!action->thread_fn)) {
warn_no_thread(irq, action);
break;
}
/*
* Wake up the handler thread for this
* action. In case the thread crashed and was
* killed we just pretend that we handled the
* interrupt. The hardirq handler above has
* disabled the device interrupt, so no irq
* storm is lurking.
*/
if (likely(!test_bit(IRQTF_DIED,
&action->thread_flags))) {
set_bit(IRQTF_RUNTHREAD, &action->thread_flags);
wake_up_process(action->thread);
}
/* Fall through to add to randomness */
case IRQ_HANDLED:
status |= action->flags;
break;
default:
break;
}
retval |= ret;
//取得鏈表中的下一個action，如果有的話
action = action->next;
} while (action);
//如果指定了標誌，則使用中斷間隔時間爲隨機數產生器產生熵
if (status & IRQF_SAMPLE_RANDOM)
add_interrupt_randomness(irq);
//關閉中斷，do_IRQ進入下一輪循環——等待新的中斷到來
local_irq_disable();
return retval;
}中斷處理函數的註冊 request_irq
很顯然，如果驅動程序需要處理與中斷相關的工作，它就應該註冊一箇中斷處理程序。也就是構造一個前文所述irqaction，
並掛到前文描述中，中斷描述符的鏈表中去，request_irq API函數完成這一工作，其原型如下：
@irq:要分配的中斷號
@hander: 中斷處理函數指針，這是工作的核心
@flags：中斷標誌位，可以是IRQF_DISABLED,IRQF_SAMPLE_RANDOM,IRQF_TIMER,IRQF_SHARED等；
@name:中斷設備的文件描述；
@dev:用於中斷共享，它提供設備的唯一標識信息
static inline int __must_check
request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags,
const char *name, void *dev)
{
return request_threaded_irq(irq, handler, NULL, flags, name, dev);
}例如，e100驅動中註冊其中斷處理函數：
static int e100_up(struct nic *nic)
{
……
if ((err = request_irq(nic->pdev->irq, e100_intr, IRQF_SHARED,
nic->netdev->name, nic->netdev)))
……
｝與老的request_irq不同在於，request_irq調用了request_threaded_irq，而不再是setup_irq函數。
這一改變的的理由在於，前者允許傳遞一個線程處理函數thread_fn，不過request_irq使用傳遞爲NULL：
int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags,
const char *devname, void *dev_id)
{
struct irqaction *action;
struct irq_desc *desc;
int retval;
/*
* handle_IRQ_event() always ignores IRQF_DISABLED except for
* the _first_ irqaction (sigh). That can cause oopsing, but
* the behavior is classified as "will not fix" so we need to
* start nudging drivers away from using that idiom.
*/
//標誌位檢查
if ((irqflags & (IRQF_SHARED|IRQF_DISABLED)) ==
(IRQF_SHARED|IRQF_DISABLED)) {
pr_warning(
"IRQ %d/%s: IRQF_DISABLED is not guaranteed on shared IRQs\n",
irq, devname);
}
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
/*
* Lockdep wants atomic interrupt handlers:
*/
irqflags |= IRQF_DISABLED;
#endif
/*
* Sanity-check: shared interrupts must pass in a real dev-ID,
* otherwise we'll have trouble later trying to figure out
* which interrupt is which (messes up the interrupt freeing
* logic etc).
*/
//共享中斷，需要指定設備ID
if ((irqflags & IRQF_SHARED) && !dev_id)
return -EINVAL;
//獲取對應的中斷描述符
desc = irq_to_desc(irq);
if (!desc)
return -EINVAL;
//IRQ_NOREQUEST標誌意味着中斷不能被請求註冊
if (desc->status & IRQ_NOREQUEST)
return -EINVAL;
if (!handler)
return -EINVAL;
//分配一個irqaction
action = kzalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_KERNEL);
if (!action)
return -ENOMEM;
//初始化之
action->handler = handler;
action->thread_fn = thread_fn;
action->flags = irqflags;
action->name = devname;
action->dev_id = dev_id;
//註冊IRQ
retval = __setup_irq(irq, desc, action);
if (retval)
kfree(action);
//調試操作
#ifdef CONFIG_DEBUG_SHIRQ
if (irqflags & IRQF_SHARED) {
/*
* It's a shared IRQ -- the driver ought to be prepared for it
* to happen immediately, so let's make sure....
* We disable the irq to make sure that a 'real' IRQ doesn't
* run in parallel with our fake.
*/
unsigned long flags;
disable_irq(irq);
local_irq_save(flags);
handler(irq, dev_id);
local_irq_restore(flags);
enable_irq(irq);
}
#endif
return retval;
}具體的註冊工作落實到了__setup_irq函數：
/*
* Internal function to register an irqaction - typically used to
* allocate special interrupts that are part of the architecture.
*/
static int
__setup_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc, struct irqaction *new)
{
struct irqaction *old, **old_ptr;
const char *old_name = NULL;
unsigned long flags;
int shared = 0;
int ret;
//檢查中斷描述符其及對應用中斷控制器
if (!desc)
return -EINVAL;
if (desc->chip == &no_irq_chip)
return -ENOSYS;
/*
* Some drivers like serial.c use request_irq() heavily,
* so we have to be careful not to interfere with a
* running system.
*/
//如果指定了IRQF_SAMPLE_RANDOM，意味着設備將對內核隨機數熵池有所貢獻，rand_initialize_irq
//函數處理相應的工作
if (new->flags & IRQF_SAMPLE_RANDOM) {
/*
* This function might sleep, we want to call it first,
* outside of the atomic block.
* Yes, this might clear the entropy pool if the wrong
* driver is attempted to be loaded, without actually
* installing a new handler, but is this really a problem,
* only the sysadmin is able to do this.
*/
rand_initialize_irq(irq);
}
/*
* Threaded handler ?
*/
//如果指定了線程函數，則創建內核線程，並將其thread工作隊列指針指向新創建的線程
if (new->thread_fn) {
struct task_struct *t;
t = kthread_create(irq_thread, new, "irq/%d-%s", irq,
new->name);
if (IS_ERR(t))
return PTR_ERR(t);
/*
* We keep the reference to the task struct even if
* the thread dies to avoid that the interrupt code
* references an already freed task_struct.
*/
get_task_struct(t);
new->thread = t;
}
/*
* The following block of code has to be executed atomically
*/
spin_lock_irqsave(&desc->lock, flags);
old_ptr = &desc->action;
old = *old_ptr;
//考慮到一個事實，中斷描述符的action鏈上，可能一個也沒有，可能已經註冊了一個或多個
//如果是後者，則需要判斷新夥伴是否是允許共享
if (old) {
/*
* Can't share interrupts unless both agree to and are
* the same type (level, edge, polarity). So both flag
* fields must have IRQF_SHARED set and the bits which
* set the trigger type must match.
*/
//這裏的驗證表明，它使終使用第一個old來匹備，這意味着action鏈上的所有節點，都擁有相同的類型
//後面的IRQF_PERCPU也是同樣的道理
if (!((old->flags & new->flags) & IRQF_SHARED) ||
((old->flags ^ new->flags) & IRQF_TRIGGER_MASK)) {
old_name = old->name;
goto mismatch;
}
#if defined(CONFIG_IRQ_PER_CPU)
/* All handlers must agree on per-cpuness */
if ((old->flags & IRQF_PERCPU) !=
(new->flags & IRQF_PERCPU))
goto mismatch;
#endif
/* add new interrupt at end of irq queue */
//遍歷到action鏈末尾，等待註冊，這裏循環也是使用了指向指針的指針，主要是爲了添加新元素
do {
old_ptr = &old->next;
old = *old_ptr;
} while (old);
//置共享標誌，必須的
shared = 1;
}
//如果是共享，則僅需要驗證新的action的類型與中斷描述符是否一致即可。
//否則，這意味着中斷描述符的action上一無所有，這是一個新夥計，則需要通過新的action，爲中斷描符述設置一些標誌位、狀態位等諸如此類
if (!shared) {
irq_chip_set_defaults(desc->chip);
init_waitqueue_head(&desc->wait_for_threads);
/* Setup the type (level, edge polarity) if configured: */
if (new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK) {
ret = __irq_set_trigger(desc, irq,
new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK);
if (ret)
goto out_thread;
} else
compat_irq_chip_set_default_handler(desc);
#if defined(CONFIG_IRQ_PER_CPU)
if (new->flags & IRQF_PERCPU)
desc->status |= IRQ_PER_CPU;
#endif
desc->status &= ~(IRQ_AUTODETECT | IRQ_WAITING |
IRQ_INPROGRESS | IRQ_SPURIOUS_DISABLED);
if (!(desc->status & IRQ_NOAUTOEN)) {
desc->depth = 0;
desc->status &= ~IRQ_DISABLED;
desc->chip->startup(irq);
} else
/* Undo nested disables: */
desc->depth = 1;
/* Exclude IRQ from balancing if requested */
if (new->flags & IRQF_NOBALANCING)
desc->status |= IRQ_NO_BALANCING;
/* Set default affinity mask once everything is setup */
setup_affinity(irq, desc);
} else if ((new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK)
&& (new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK)
!= (desc->status & IRQ_TYPE_SENSE_MASK)) {
/* hope the handler works with the actual trigger mode... */
pr_warning("IRQ %d uses trigger mode %d; requested %d\n",
irq, (int)(desc->status & IRQ_TYPE_SENSE_MASK),
(int)(new->flags & IRQF_TRIGGER_MASK));
}
//設置對中斷號
new->irq = irq;
//註冊之
*old_ptr = new;
/* Reset broken irq detection when installing new handler */
desc->irq_count = 0;
desc->irqs_unhandled = 0;
/*
* Check whether we disabled the irq via the spurious handler
* before. Reenable it and give it another chance.
*/
if (shared && (desc->status & IRQ_SPURIOUS_DISABLED)) {
desc->status &= ~IRQ_SPURIOUS_DISABLED;
__enable_irq(desc, irq, false);
}
spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
/*
* Strictly no need to wake it up, but hung_task complains
* when no hard interrupt wakes the thread up.
*/
//如果有內核線程，喚醒之
if (new->thread)
wake_up_process(new->thread);
//註冊proc
register_irq_proc(irq, desc);
new->dir = NULL;
register_handler_proc(irq, new);
return 0;
mismatch:
#ifdef CONFIG_DEBUG_SHIRQ
if (!(new->flags & IRQF_PROBE_SHARED)) {
printk(KERN_ERR "IRQ handler type mismatch for IRQ %d\n", irq);
if (old_name)
printk(KERN_ERR "current handler: %s\n", old_name);
dump_stack();
}
#endif
ret = -EBUSY;
out_thread:
spin_unlock_irqrestore(&desc->lock, flags);
if (new->thread) {
struct task_struct *t = new->thread;
new->thread = NULL;
if (likely(!test_bit(IRQTF_DIED, &new->thread_flags)))
kthread_stop(t);
put_task_struct(t);
}
return ret;
}相應的free_irq()也是類似的操作 註冊了卸載之類