簡介：linux在初始化的時候已經(jīng)把每個中斷向量的地址準(zhǔn)備好了！就是說添加中斷服務(wù)程序的框架已經(jīng)給出，當(dāng)某個中斷發(fā)生時，將會到確定的地址處去找指令，所以我們做驅(qū)動程序時，只需要經(jīng)過request_irq來掛接自己編寫的中斷服務(wù)程序即可。

ARM體系結(jié)構(gòu)中，把復(fù)位、中斷、快速中斷等都看作‘異?！?dāng)這些‘異?！l(fā)生時，CPU會到固定地址處去找指令，他們對應(yīng)的地址如下：

地址 異常類型 進(jìn)入時的工作模式 0x00000000 Reset Supervisor 0x00000004 Und Undefined 0x00000008 Soft interupt Supervisor 0x0000000c Abort(prefetch) Abort 0x00000010 Abort(data) Abort 0x00000014 Reserved Reserved 0x00000018 IRQ IRQ 0x0000001c FIQ FIQ

首先要明確的一點(diǎn)就是，無論內(nèi)存地址空間是如何映射的，以上這些地址都不會變，比如當(dāng)有快速中斷發(fā)生時，ARM將鐵定到0X0000001C這個地址處取指令。這也是BOOTLOADER把操作系統(tǒng)引導(dǎo)以后，內(nèi)存必須重映射的原因！否則操作系統(tǒng)不能真正接管整套系統(tǒng)！

LINUX啟動以后要初始化這些區(qū)域，初始化代碼在main.c中的start_kernel()中，具體是調(diào)用函數(shù)trap_ini（）來實現(xiàn)的。如下面所示（具體可參照entry-armv.S）：

.LCvectors: swi SYS_ERROR0

b __real_stubs_start + (vector_undefinstr - __stubs_start)

ldr pc, __real_stubs_start + (.LCvswi - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_prefetch - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_data - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_addrexcptn - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_IRQ - __stubs_start)

b __real_stubs_start + (vector_FIQ - __stubs_start)

ENTRY(__trap_init)

stmfd sp!, {r4 - r6, lr}

adr r1, .LCvectors @ set up the vectors

ldmia r1, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, lr}

stmia r0, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, lr}

add r2, r0, #0x200

adr r0, __stubs_start @ copy stubs to 0x200

adr r1, __stubs_end

1: ldr r3, [r0], #4

str r3, [r2], #4

cmp r0, r1

blt 1b

LOADREGS(fd, sp!, {r4 - r6, pc})

以上可以看出這個函數(shù)初始化了中斷向量，實際上把相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)指令拷貝到了對應(yīng)的地址。

當(dāng)發(fā)生中斷時，不管是從用戶模式還是管理模式調(diào)用的，最終都要調(diào)用do_IRQ()：

__irq_usr: sub sp, sp, #S_FRAME_SIZE

stmia sp, {r0 - r12} @ save r0 - r12

ldr r4, .LCirq

add r8, sp, #S_PC

ldmia r4, {r5 - r7} @ get saved PC, SPSR

stmia r8, {r5 - r7} @ save pc, psr, old_r0

stmdb r8, {sp, lr}^

alignment_trap r4, r7, __temp_irq

zero_fp

1: get_irqnr_and_base r0, r6, r5, lr

movne r1, sp

adrsvc ne, lr, 1b

@

@ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt_regs *

@

bne do_IRQ @ 調(diào)用do_IRQ來實現(xiàn)具體的中斷處理

mov why, #0

get_current_task tsk

b ret_to_user

對于以上代碼，在很多文章中都有過分析，這里不再贅述。

Linux每個中斷通過一個結(jié)構(gòu)irqdesc來描述，各中斷的信息都在這個結(jié)構(gòu)中得以體現(xiàn)：

struct irqdesc {

unsigned int nomask : 1; /* IRQ does not mask in IRQ */

unsigned int enabled : 1; /* IRQ is currently enabled */

unsigned int triggered: 1; /* IRQ has occurred */

unsigned int probing : 1; /* IRQ in use for a probe */

unsigned int probe_ok : 1; /* IRQ can be used for probe */

unsigned int valid : 1; /* IRQ claimable */

unsigned int noautoenable : 1; /* don't automatically enable IRQ */

unsigned int unused :25;

void (*mask_ack)(unsigned int irq); /* Mask and acknowledge IRQ */

void (*mask)(unsigned int irq); /* Mask IRQ */

void (*unmask)(unsigned int irq); /* Unmask IRQ */

struct irqaction *action;

/*

* IRQ lock detection

*/

unsigned int lck_cnt;

unsigned int lck_pc;

unsigned int lck_jif;

};

在具體的ARM芯片中會有很多的中斷類型，每一種類型的中斷用以上結(jié)構(gòu)來表示：

struct irqdesc irq_desc[NR_IRQS]; /* NR_IRQS根據(jù)不同的MCU會有所區(qū)別*/

在通過request_irq()函數(shù)注冊中斷服務(wù)程序的時候，將會把中斷向量和中斷服務(wù)程序?qū)?yīng)起來。

我們來看一下request_irq的源碼：

int request_irq(unsigned int irq, void (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),

unsigned long irq_flags, const char * devname, void *dev_id)

{

unsigned long retval;

struct irqaction *action;

if (irq >= NR_IRQS || !irq_desc[irq].valid || !handler ||

(irq_flags & SA_SHIRQ && !dev_id))

return -EINVAL;

action = (struct irqaction *)kmalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_KERNEL);

if (!action) /* 生成action結(jié)構(gòu)*/

return -ENOMEM;

action->handler = handler;

action->flags = irq_flags;

action->mask = 0;

action->name = devname;

action->next = NULL;

action->dev_id = dev_id;

retval = setup_arm_irq(irq, action); /*把中斷號irq和action 對應(yīng)起來*/

if (retval)

kfree(action);

return retval;

}

其中第一個參數(shù)irq就是中斷向量，第二個參數(shù)即是要注冊的中斷服務(wù)程序。很多同仁可能疑惑的是，我們要注冊的中斷向量號是怎么確定的呢？這要根據(jù)具體芯片的中斷控制器，比如三星的S3C2410，需要通過讀取其中的中斷狀態(tài)寄存器，來獲得是哪個設(shè)備發(fā)生了中斷：

if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)

#include

.macro disable_fiq

.endm

.macro get_irqnr_and_base, irqnr, irqstat, base, tmp

mov r4, #INTBASE @ virtual address of IRQ registers

ldr irqnr, [r4, #0x8] @ read INTMSK 中斷掩碼寄存器

ldr irqstat, [r4, #0x10] @ read INTPND 中斷寄存器

bics irqstat, irqstat, irqnr

bics irqstat, irqstat, irqnr

beq 1002f

mov irqnr, #0

1001: tst irqstat, #1

bne 1002f @ found IRQ

add irqnr, irqnr, #1

mov irqstat, irqstat, lsr #1

cmp irqnr, #32

bcc 1001b

1002:

.endm

.macro irq_prio_table

.endm

以上代碼也告訴了我們，中斷號的確定，其實是和S3C2410手冊中SRCPND寄存器是一致的，即：

/* Interrupt Controller */

#define IRQ_EINT0 0 /* External interrupt 0 */

#define IRQ_EINT1 1 /* External interrupt 1 */

#define IRQ_EINT2 2 /* External interrupt 2 */

#define IRQ_EINT3 3 /* External interrupt 3 */

#define IRQ_EINT4_7 4 /* External interrupt 4 ~ 7 */

#define IRQ_EINT8_23 5 /* External interrupt 8 ~ 23 */

#define IRQ_RESERVED6 6 /* Reserved for future use */

#define IRQ_BAT_FLT 7

#define IRQ_TICK 8 /* RTC time tick interrupt */

#define IRQ_WDT 9 /* Watch-Dog timer interrupt */

#define IRQ_TIMER0 10 /* Timer 0 interrupt */

#define IRQ_TIMER1 11 /* Timer 1 interrupt */

#define IRQ_TIMER2 12 /* Timer 2 interrupt */

#define IRQ_TIMER3 13 /* Timer 3 interrupt */

#define IRQ_TIMER4 14 /* Timer 4 interrupt */

#define IRQ_UART2 15 /* UART 2 interrupt */

#define IRQ_LCD 16 /* reserved for future use */

#define IRQ_DMA0 17 /* DMA channel 0 interrupt */

#define IRQ_DMA1 18 /* DMA channel 1 interrupt */

#define IRQ_DMA2 19 /* DMA channel 2 interrupt */

#define IRQ_DMA3 20 /* DMA channel 3 interrupt */

#define IRQ_SDI 21 /* SD Interface interrupt */

#define IRQ_SPI0 22 /* SPI interrupt */

#define IRQ_UART1 23 /* UART1 receive interrupt */

#define IRQ_RESERVED24 24

#define IRQ_USBD 25 /* USB device interrupt */

#define IRQ_USBH 26 /* USB host interrupt */

#define IRQ_IIC 27 /* IIC interrupt */

#define IRQ_UART0 28 /* UART0 transmit interrupt */

#define IRQ_SPI1 29 /* UART1 transmit interrupt */

#define IRQ_RTC 30 /* RTC alarm interrupt */

#define IRQ_ADCTC 31 /* ADC EOC interrupt */

#define NORMAL_IRQ_OFFSET 32

這些宏定義在文件irqs.h中，大家可以看到它的定義取自S3C2410的文檔。

總結(jié)

linux在初始化的時候已經(jīng)把每個中斷向量的地址準(zhǔn)備好了！就是說添加中斷服務(wù)程序的框架已經(jīng)給出，當(dāng)某個中斷發(fā)生時，將會到確定的地址處去找指令，所以我們做驅(qū)動程序時，只需要經(jīng)過request_irq來掛接自己編寫的中斷服務(wù)程序即可。

對于快速中斷，linux在初始化時是空的，所以要對它掛接中斷處理程序，就需要單獨(dú)的函數(shù)set_fiq_handler來實現(xiàn)，此函數(shù)在源文件fiq.c中，有興趣的讀者可進(jìn)一步研究。