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