Linux对电平触发与沿触发中断的区别

对于电平触发中断和沿触发中断,在Linux中分别用了handle_level_irq和handle_edge_irq进行处理。中断发生后,系统的中断开关会自动处于disable状态,这由CPU的硬件保证(至少arm中是这样),所以两个函数都在中断禁止的环境中执行。

handle_level_irq

void handle_level_irq (unsigned int irq, struct irq_desc *desc)

spin_lock(&desc->lock);

mask_ack_irq(desc, irq);              // 调用了mask,unmask之前不应该再进入这个中断

// 如果是嵌套调用,直接退出

if (unlikely(desc->status & IRQ_INPROGRESS))

goto out_unlock;

desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING);

action = desc->action;

if (unlikely(!action || (desc->status & IRQ_DISABLED)))

goto out_unlock;

desc->status |= IRQ_INPROGRESS;   // 加中断处理,防止嵌套调用

spin_unlock(&desc->lock);   // 解锁,为可能的嵌套做准备

/* handle_IRQ_event中可能会开中断,如果unmask也被调用,可能会产生嵌套调用 */

action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);      

if (!noirqdebug)

note_interrupt(irq, desc, action_ret);

spin_lock(&desc->lock);      // 重新加锁

desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS;             // 去除中断处理标记

if (!(desc->status & IRQ_DISABLED) && desc->chip->unmask)

// 不管前面handle_IRQ_event中有没有unmask,这里再unmask一次

desc->chip->unmask(irq);    

out_unlock:

spin_unlock(&desc->lock);

handle_edge_irq

void handle_edge_irq (unsigned int irq, struct irq_desc *desc)

spin_lock(&desc->lock);

desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING);

if (unlikely((desc->status & (IRQ_INPROGRESS | IRQ_DISABLED)) ||

!desc->action)) {

desc->status |= (IRQ_PENDING | IRQ_MASKED);   // 设置中断嵌套标记

mask_ack_irq(desc, irq);

goto out_unlock;

}

/* ack,这个中断的状态标记被清除 */

desc->chip->ack(irq);

/* Mark the IRQ currently in progress.*/

desc->status |= IRQ_INPROGRESS;                 // 设置中断处理标记位

do {

struct irqaction *action = desc->action;

irqreturn_t action_ret;

if (unlikely((desc->status &

(IRQ_PENDING | IRQ_MASKED | IRQ_DISABLED)) ==

(IRQ_PENDING | IRQ_MASKED)))

{      // 如果有中断嵌套发生,在这里调用unmask,重新允许嵌套

desc->chip->unmask(irq);

desc->status &= ~IRQ_MASKED;

}

desc->status &= ~IRQ_PENDING;

spin_unlock(&desc->lock);

/* handle_IRQ_event中可能会重新开中断,导致中断嵌套 */

action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);

if (!noirqdebug)

note_interrupt(irq, desc, action_ret);

spin_lock(&desc->lock);

} while ((desc->status & (IRQ_PENDING | IRQ_DISABLED)) == IRQ_PENDING);

desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS;

out_unlock:

spin_unlock(&desc->lock);

根据代码可知,这两个函数的处理大同小异,都是调用handle_IRQ_event进行实质性的中断处理工作;它们的区别在于中断嵌套的处理。

在电平触发中断处理中,在handle_level_irq的一开始就调用了mask_ack_irq,屏蔽此中断,所以理论上不会产生同一个中断的嵌套调用。但是,在handle_IRQ_event中,会调用驱动程序登记的中断回调函数,而这些函数内核无法控制,无法保证其不调用unmask过程。所以,在调用handle_IRQ_event时,可能仍会出现同一个中断嵌套的情况。解决这个问题的方法很简单,在刚进入handle_level_irq时,使用desc->status & IRQ_INPROGRESS判断当前是否处于嵌套中,如果是嵌套,则直接返回。

在沿触发中断处理中,允许同一个中断的嵌套处理,此时使用IRQ_PENDING来标记嵌套,然后在handle_edge_irq中使用do-while来循环处理嵌套中断。沿触发中断在判断当前处于嵌套时,会调用mask禁止再一次出现嵌套,防止中断处理过程被频繁打断。

在实际写驱动过程中,经常会出现错误地使用handle_level_irq处理沿触发中断,或者错误地使用handle_edge_irq处理电平触发中断的情况,下面分析一下出现这两种错误时的现象:

使用handle_level_irq处理沿触发中断

由于handle_level_irq中调用了mask,直到中断处理完成之后才调用unmask,在这期间不会响应新的中断,所以沿触发的中断在这个过程中会丢失。

使用handle_edge_irq处理电平触发中断

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