【原创】Linux中断子系统(一)-中断控制器及驱动分析 (2)

【原创】Linux中断子系统(一)-中断控制器及驱动分析

compatible字段:用于与具体的驱动来进行匹配,比如图片中arm, gic-400,可以根据这个名字去匹配对应的驱动程序;

interrupt-cells字段:用于指定编码一个中断源所需要的单元个数,这个值为3。比如在外设在设备树中添加中断信号时,通常能看到类似interrupts = <0 23 4>;的信息,第一个单元0,表示的是中断类型(1:PPI,0:SPI),第二个单元23表示的是中断号,第三个单元4表示的是中断触发的类型;

reg字段:描述中断控制器的地址信息以及地址范围,比如图片中分别制定了GIC Distributor(GICD)和GIC CPU Interface(GICC)的地址信息;

interrupt-controller字段:表示该设备是一个中断控制器,外设可以连接在该中断控制器上;

关于设备数的各个字段含义,详细可以参考Documentation/devicetree/bindings下的对应信息;

设备树的信息,是怎么添加到系统中的呢?Device Tree最终会编译成dtb文件,并通过Uboot传递给内核,在内核启动后会将dtb文件解析成device_node结构。关于设备树的相关知识,本文先不展开,后续再找机会补充。来一张图,先简要介绍下关键路径:

【原创】Linux中断子系统(一)-中断控制器及驱动分析

设备树的节点信息,最终会变成device_node结构,在内存中维持一个树状结构;

设备与驱动,会根据compatible字段进行匹配;

3.2 驱动流程分析

GIC驱动的执行流程如下图所示:

【原创】Linux中断子系统(一)-中断控制器及驱动分析

首先需要了解一下链接脚本vmlinux.lds,脚本中定义了一个__irqchip_of_table段,该段用于存放中断控制器信息,用于最终来匹配设备;

在GIC驱动程序中,使用IRQCHIP_DECLARE宏来声明结构信息,包括compatible字段和回调函数,该宏会将这个结构放置到__irqchip_of_table字段中;

在内核启动初始化中断的函数中,of_irq_init函数会去查找设备节点信息,该函数的传入参数就是__irqchip_of_table段,由于IRQCHIP_DECLARE已经将信息填充好了,of_irq_init函数会根据arm,gic-400去查找对应的设备节点,并获取设备的信息。中断控制器也存在级联的情况,of_irq_init函数中也处理了这种情况;

or_irq_init函数中,最终会回调IRQCHIP_DECLARE声明的回调函数,也就是gic_of_init,而这个函数就是GIC驱动的初始化入口函数了;

GIC的工作,本质上是由中断信号来驱动,因此驱动本身的工作就是完成各类信息的初始化,注册好相应的回调函数,以便能在信号到来之时去执行;

set_smp_process_call设置__smp_cross_call函数指向gic_raise_softirq,本质上就是通过软件来触发GIC的SGI中断,用于核间交互;

cpuhp_setup_state_nocalls函数,设置好CPU进行热插拔时GIC的回调函数,以便在CPU热插拔时做相应处理;

set_handle_irq函数的设置很关键,它将全局函数指针handle_arch_irq指向了gic_handle_irq,而处理器在进入中断异常时,会跳转到handle_arch_irq执行,所以,可以认为它就是中断处理的入口函数了;

驱动中完成了各类函数的注册,此外还完成了irq_chip, irq_domain等结构体的初始化,这些结构在下文会进一步分析;

最后,完成GIC硬件模块的初始化设置,以及电源管理相关的注册等工作;

3.3 数据结构分析

先来张图:

【原创】Linux中断子系统(一)-中断控制器及驱动分析

GIC驱动中,使用struct gic_chip_data结构体来描述GIC控制器的信息,整个驱动都是围绕着该结构体的初始化,驱动中将函数指针都初始化好,实际的工作是由中断信号触发,也就是在中断来临的时候去进行回调;

struct irq_chip结构,描述的是中断控制器的底层操作函数集,这些函数集最终完成对控制器硬件的操作;

struct irq_domain结构,用于硬件中断号和Linux IRQ中断号(virq,虚拟中断号)之间的映射;

内容版权声明:除非注明,否则皆为本站原创文章。

转载注明出处:https://www.heiqu.com/wppxjf.html