arm-Linux中断处理体系结构与处理流程分析

淡淡的烟草味﹌ 2022-03-26 15:26 298阅读 0赞

arm-Linux中断处理体系结构与处理流程分析  
  
本文分析了基于S3C2410平台的arm920中断的流程,参考了网上一些分析arm中断流程的文章。  
http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=14163325&do=blog&cuid=1728394  
http://www.cnblogs.com/hoys/archive/2011/04/13/2015318.html  
  
    异常，就是可以打断CPU正常运行流程的一些事情，比如外部中断、未定义指令、试图修改只读的数据、执行swi指令（Software Interrupt Instruction ，软件中断指令）等。当这些事情发生时，CPU暂停当前的程序，先处理异常事件，然后再继续执行被中断的程序。操作系统中经常通过异常来完成一些特定的功能。其中的中断也占有很大的一部分。例如下面的这几种情况：  
  
    \* 当CPU执行未定义的机器指令时将触发“未定义指令异常”，操作系统可以利用这个特点使用一些自定义的机器指令，它们在异常处理函数中实现。  
    \* 当用户程序试图读写的数据或执行的指令不在内存中时，也会触发一个“数据访问中止异常”或“指令预取中止异常”，在异常处理函数中将这些数据或指令读入内存，然后重新执行被中断的程序，这样可以节省内存，还使得操作系统可以运行这类程序，它们使用的内存远大于实际的物理内存。  
  
**一、中断异常向量表的建立（向量表搬移**）  
    在Linux2.6.36的内核版本中,内核在start\_kernel函数（源码在init/main.c中）中调用trap\_init、init\_IRQ两个函数来设置异常和处理函数。trap\_init函数在trap.c中，  
void \_\_init trap\_init(void)  
\{  
    return;  
\}  
trap\_init是一个空函数，在这个文件中还有一个函数，early\_trap\_init(void)这个函数才是真正要用到的，在 init/mian.c的start\_kernel中可以找到，第591行调用了trap\_init()，而early\_trap\_init()函数在第 569行的setup\_arch(&command\_line)函数中调用。在setup\_arch函数定义在Linux/arch/arm /kernel/setup.c我们先来看看early\_trap\_init(void)这个函数，在arch/arm/kernel/traps.c  
void \_\_init early\_trap\_init(void)  
\{  
    unsigned long vectors = CONFIG\_VECTORS\_BASE;  
    extern char \_\_stubs\_start\[\], \_\_stubs\_end\[\];  
    extern char \_\_vectors\_start\[\], \_\_vectors\_end\[\];  
    extern char \_\_kuser\_helper\_start\[\], \_\_kuser\_helper\_end\[\];  
    int kuser\_sz = \_\_kuser\_helper\_end - \_\_kuser\_helper\_start;  
  
    /\*  
     \* Copy the vectors, stubs and kuser helpers (in entry-armv.S)  
     \* into the vector page, mapped at 0xffff0000, and ensure these  
     \* are visible to the instruction stream.  
     \*/  
    memcpy((void \*)vectors, \_\_vectors\_start, \_\_vectors\_end - \_\_vectors\_start);  
    memcpy((void \*)vectors + 0x200, \_\_stubs\_start, \_\_stubs\_end - \_\_stubs\_start);  
    memcpy((void \*)vectors + 0x1000 - kuser\_sz, \_\_kuser\_helper\_start, kuser\_sz);  
  
    /\*  
     \* Do processor specific fixups for the kuser helpers  
     \*/  
    kuser\_get\_tls\_init(vectors);  
  
    /\*  
     \* Copy signal return handlers into the vector page, and  
     \* set sigreturn to be a pointer to these.  
     \*/  
    memcpy((void \*)KERN\_SIGRETURN\_CODE, sigreturn\_codes,  
           sizeof(sigreturn\_codes));  
    memcpy((void \*)KERN\_RESTART\_CODE, syscall\_restart\_code,  
           sizeof(syscall\_restart\_code));  
  
    flush\_icache\_range(vectors, vectors + PAGE\_SIZE);  
    modify\_domain(DOMAIN\_USER, DOMAIN\_CLIENT);  
\}  
  
earl\_tarp\_init 函数完成中断向量表搬移，设置各种异常的处理向量，包括中断向量。所谓“向量”，就是一些被安放在固定位置的代码，当发生异常时，CPU会自动执行这些固定位置上的指令。ARM架构的CPU的异常向量基址可以是0x00000000,也可以是 0xffff0000,它由CONFIG\_VECTORS\_BASE决定，CONFIG\_VECTORS\_BASE在arch/arm/Kconfig中配置如下：  
 182 config VECTORS\_BASE  
 183         hex  
 184         default 0xffff0000 if MMU || CPU\_HIGH\_VECTOR  
 185         default DRAM\_BASE if REMAP\_VECTORS\_TO\_RAM  
 186         default 0x00000000  
 187         help  
  
我们内核开启了MMU功能，所以内核使用后者。earl\_trap\_init函数将异常向量复制到0xffff0000处，我们可以在该函数中看到下面的两行代码。  
    memcpy((void \*)vectors, \_\_vectors\_start, \_\_vectors\_end - \_\_vectors\_start);  
    memcpy((void \*)vectors + 0x200, \_\_stubs\_start, \_\_stubs\_end - \_\_stubs\_start);  
    memcpy((void \*)vectors + 0x1000 - kuser\_sz, \_\_kuser\_helper\_start, kuser\_sz);  
vectors 在earl\_tarp\_init函数第一行定义等于CONFIG\_VECTORS\_BASE，这里也就是0xffff0000。 \_\_vectors\_start、\_\_stubs\_start和kuser\_sz为异常向量表、子向量等所处的位置，分别拷贝到0xffff0000、 0xffff0200以及0xffff1000处。地址 \_\_vectors\_start ~ \_\_vectors\_end之间的代码就是异常向量，在arch/arm/kernel/entry-armv.S中定义，第一行代码将它们复制到地址 0xffff0000处。异常向量的代码很简单，它们只是一些跳转指令。发生异常时，CPU自动执行这些指令，跳转去执行更复杂的代码，比如保存被中断程序的执行环境，调用异常处理函数，恢复被中断程序的执行环境并重新运行。这些“更复杂的代码”在地址\_\_stubs\_start ~\_\_stubs\_end之间，它们也在arch/arm/kernel/entry-armv.S中定义。第二行代码将它们复制到地址 0xffff0000+0x200处。  
现在详细说明中断向量表搬移过程：  
arm体系结构下Linux中怎样来初始化中断向量表的，因为这个方法很具有通用性，我把它叫做代码大挪移。您说搬代码谁不会阿，不就是拷贝吗，的确如此，但是拷贝也有技巧。拷贝很简单啦，其实就是memcpy,这不用提，我在这里想说的是，你怎么把你的代码设计成能随便拷贝的，换句专业的术语，叫与位置无关的代码，拷到哪都能用。  
early\_trap\_init函数中实际copy动作一目了然，就是两个memcpy（第三个实际上是拷贝一些别的东西，原理是一样的，这里不提了）. Copy的源是vectors,这个值当然你可以根据硬件的设定自己配制这个值。把什么东西往那copy呢?第一部分是从\_\_vectors\_start到\_\_vectors\_end之间的代码，第二部分是从\_\_stubs\_start到\_\_stubs\_end之间的代码，而第二部分是copy到vectors + 0x200起始的位置。也就是说，两部分之间的距离是0x200,即512个字节。请参看下图：  
[![movement.gif][]][movement.gif]  
我们将搬移前的代码组织称为Code/Load 视图，因为这是代码中的（或image中的）组织情况，把搬移后的代码组织称为Exec视图，反映的是代码执行时代码在内存中的情况。我刚才讲过了第一场景的情况，忘了的回到第一场景中去看，两个memcpy的执行过程在图中也有表示，就是蓝色和红色的带箭头的虚线，这就是代码从code view到exec view的拷贝过程，一目了然，不用多说。  
    现在出现了一个问题，就是我们发现在\_\_vector\_start和\_\_vector\_end之间的代码有点怪异，我们摘到这里来看：  
1223         .equ    stubs\_offset, \_\_vectors\_start + 0x200 - \_\_stubs\_start  
1224  
1225         .globl  \_\_vectors\_start  
1226 \_\_vectors\_start:  
1227  ARM(   swi     SYS\_ERROR0      )  //复位时，CPU将执行这条指令  
1228  THUMB( svc     \#0              )  
1229  THUMB( nop                     )  
1230         W(b)    vector\_und + stubs\_offset //未定义异常时，CPU将执行这条指令  
1231         W(ldr)  pc, .LCvswi + stubs\_offset //swi异常  
1232         W(b)    vector\_pabt + stubs\_offset  //指令预取中止  
1233         W(b)    vector\_dabt + stubs\_offset  //数据访问中止  
1234         W(b)    vector\_addrexcptn + stubs\_offset //没有用到  
1235         W(b)    vector\_irq + stubs\_offset  //irq异常  
1236         W(b)    vector\_fiq + stubs\_offset  //frq异常  
1237  
1238         .globl  \_\_vectors\_end  
1239 \_\_vectors\_end:  
这叫做位置无关的代码，因为要拷贝到别的地方。而且里面都是跳转指令。我们发现了除了第三个行代码（1231行）用了绝对地址进行了跳转，其它都是用的b跳转。举个例子，b      vector\_dabt + stubs\_offset，(vector\_dabt在\_\_stubs\_start和\_\_stubs\_end之间)，如果你用b vector\_dabt, 这肯定是有问题的，因为copy之后exec view的组织（map）是不一样的，所以b后这个偏移就不对了。这里面，我们就要对这个偏移进行一次调整。Stubs\_offset就是这个调整值，是可以计算出来的，具体的计算过程在图中讲得比较清楚，这里不提了。大家可以在图中看到详细的推导过程。  
其实尽管ldr   pc, .LCvswi + stubs\_offset这条指令用的是绝对地址跳转，用得跳转表的方法，但找地址的过程也用到了这个技术。我们看到  
1215         .align  5  
1216  
1217 .LCvswi:  
1218         .word   vector\_swi  
.LCvswi这个位置存储的是一个地址，就是要跳到这个地方。.align 5的意思是32字节对齐，这个是保证cache line对齐的，不提了。在exec view中找这个地址，就得加上个offset.原理是一样的，因为.LCvswi在\_\_stubs\_start和\_\_stubs\_end之间，这个区域被搬移了，不能直接用这个标签地址了，vector\_swi没有被搬移，所以可以直接用。  
总结一下。我觉得我要讲的东西虽然是Linux中的技术细节，描述的确是代码搬移过程原理和注意事项。其实更重要的是，我们如何把这一个过程倒过来，即在涉及到代码搬移的场合中如何进行设计，如何运用这些技术实现这一设计过程。你可以遵循这样的指导步骤：  
1．      画出那个大图来，按自己的要求确定Code view和Exec view, 设计搬移区段和设计搬移的位置  
2．      写出要搬移的代码，运用位置无关的技术（上面提到的）进行编码和检验  
3．      用类似memcpy的代码进行搬移  
我们再来看\_\_vectors\_start，\_\_vectors\_end，font face="Times New Roman">\_\_stubs\_start，\_\_stubs\_end到底是什么东西，只要知道它们在哪里定义的，就知道怎么回事了。  
异常向量、异常向量跳去执行的代码都是使用汇编写的，它们在arch/arm/kernel/entry-armv.S中。异常向量的代码如下，其中的 “stubs\_offset”用来重新定位跳转的位置（向量被复制到地址0xffff0000处，跳转的目的代码被复制到地址 0xffff0000+0x200处）。  
  
**二、异常处理程序**  
当 ARM 处理器发生异常（中断是一种异常）时，会跳转到异常向量表，在向量表中找到相应的异常，并跳转到该异常处理程序处执行，这些异常处理程序即是放在以下异常处理程序段中。  
1092         .globl  \_\_stubs\_start  
1093 \_\_stubs\_start:  
1094 /\*  
1095  \* Interrupt dispatcher  
1096  \*/  
1097         vector\_stub     irq, IRQ\_MODE, 4  
//vector\_stub是一个宏，后面会有详细分析，它代表有一段程序放在此处。irq, IRQ\_MODE, 4是传递给宏vector\_stub的参数。  
1098  
//以下是跳转表，在宏vector\_stub代表的程序段中要用到该表来查找程序要跳转的位置。  
//如果在进入中断时是用户模式，则调用\_\_irq\_usr例程，如果为系统模式，则调用\_\_irq\_svc，如果是其他模式，则说明出错了，则调用\_\_irq\_invalid。  
1099         .long   \_\_irq\_usr                       @  0  (USR\_26 / USR\_32)  
1100         .long   \_\_irq\_invalid                   @  1  (FIQ\_26 / FIQ\_32)  
1101         .long   \_\_irq\_invalid                   @  2  (IRQ\_26 / IRQ\_32)  
1102         .long   \_\_irq\_svc                       @  3  (SVC\_26 / SVC\_32)  
1103         .long   \_\_irq\_invalid                   @  4  
1104         .long   \_\_irq\_invalid                   @  5  
1105         .long   \_\_irq\_invalid                   @  6  
1106         .long   \_\_irq\_invalid                   @  7  
1107         .long   \_\_irq\_invalid                   @  8  
1108         .long   \_\_irq\_invalid                   @  9  
1109         .long   \_\_irq\_invalid                   @  a  
1110         .long   \_\_irq\_invalid                   @  b  
1111         .long   \_\_irq\_invalid                   @  c  
1112         .long   \_\_irq\_invalid                   @  d  
1113         .long   \_\_irq\_invalid                   @  e  
1114         .long   \_\_irq\_invalid                   @  f  
................................................................................................................................  
1120         vector\_stub     dabt, ABT\_MODE, 8  
1121  
1122         .long   \_\_dabt\_usr                      @  0  (USR\_26 / USR\_32)  
1123         .long   \_\_dabt\_invalid                  @  1  (FIQ\_26 / FIQ\_32)  
1124         .long   \_\_dabt\_invalid                  @  2  (IRQ\_26 / IRQ\_32)  
1125         .long   \_\_dabt\_svc                      @  3  (SVC\_26 / SVC\_32)  
................................................................................................................................  
1143         vector\_stub     pabt, ABT\_MODE, 4  
1144  
1145         .long   \_\_pabt\_usr                      @  0 (USR\_26 / USR\_32)  
................................................................................................................................  
1166         vector\_stub     und, UND\_MODE  
1167  
1168         .long   \_\_und\_usr                       @  0 (USR\_26 / USR\_32)  
................................................................................................................................  
1197 vector\_fiq:  
1198         disable\_fiq  
1199         subs    pc, lr, \#4  
................................................................................................................................  
1208 vector\_addrexcptn:  
1209         b       vector\_addrexcptn  
................................................................................................................................  
1215         .align  5  
1216  
1217 .LCvswi:  
1218         .word   vector\_swi  
1219  
1220         .globl  \_\_stubs\_end  
1221 \_\_stubs\_end:  
其中，vector\_irq、vector\_und、vector\_pabt等表示要跳转去执行的代码。  
stubs\_offset,定义为\_\_vectors\_start + 0x200 - \_\_stubs\_start。在中断初始化函数early\_trap\_init()中向量表被拷到0xFFFF\_0000处，异常处理程序段被拷到 0xFFFF\_0200处。比如此时发生中断异常b vector\_irq + stubs\_offset  将跳转到中断异常处理程序段去执行，由于vector\_irq，在异常处理程序段\_\_stubs\_start到\_\_stubs\_end之间此时跳转的位置将是\_\_vectors\_start + 0x200 + vector\_irq - \_\_stubs\_start处。  
宏vector\_stub代表的程序段如下：name, mode, correction存储传入的参数  
1053         .macro  vector\_stub, name, mode, correction=0  
1054         .align  5  
1055  
1056 vector\_\\name:  
1057         .if \\correction  
1058         sub     lr, lr, \#\\correction //修正返回地址，也就是中断处理完之后要执行的指令的地址  
1059         .endif  
1060  
1061         @  
1062         @ Save r0, lr\_<exception> (parent PC) and spsr\_<exception>  
1063         @ (parent CPSR)  
1064         @  
//保存返回地址到堆栈，因为很快要使用r0寄存器，所以也要保存r0。sp后没有！所以sp指向的位置并没有变化。  
1065         stmia   sp, \{r0, lr\}            @ save r0, lr  
1066         mrs     lr, spsr  
1067         str     lr, \[sp, \#8\]            @ save spsr  
1068  
// 向上增长的栈。  
// 此时的这个栈是中断模式下的栈，ARM下中断模式下和系统模式下的栈是不同的。虽然ARM提供了七个模式，但Linux只使用了两个，一个是用户模式，另一个为系统模式,所以这个栈只是一个临时性的栈。  
/\*  
在arch/arm/include/asm/ptrace.h中有处理器的七种工作模式的定义  
\#define USR\_MODE 0x00000010  
\#define FIQ\_MODE 0x00000011  
\#define IRQ\_MODE 0x00000012  
\#define SVC\_MODE 0x00000013  
\#define ABT\_MODE 0x00000017  
\#define UND\_MODE 0x0000001b  
\#define SYSTEM\_MODE 0x0000001f  
\*/  
1069         @  
1070         @ Prepare for SVC32 mode.  IRQs remain disabled.  
1071         @  
1072         mrs     r0, cpsr  
1073         eor     r0, r0, \#(\\mode ^ SVC\_MODE | PSR\_ISETSTATE)  
1074         msr     spsr\_cxsf, r0 //把spsr设置为管理模式。//对spsr的所有控制为进行写操作,将r0的值全部注入spsr  
1075  
1076         @  
1077         @ the branch table must immediately follow this code  
1078         @  
1079         and     lr, lr, \#0x0f    //lr中当前存储了上一个状态寄存器的值，对后几位做与，就是取在中断前处在用户态还是核心态，这个值用作跳转表的索引，这条指令之后lr中位spsr的低4位，上面跳转表有16项就是对应这16个状态  
     lr&0x0f的值是表明发生异常之前cpu所在的空间,  
     0:在用户空间发生了异常(如irq中断)  
     3:在内核空间发生了异常(如irq中断)  
1080  THUMB( adr     r0, 1f                  )  
1081  THUMB( ldr     lr, \[r0, lr, lsl \#2\]    )  
1082         mov     r0, sp   //用r0保存堆栈指针的地址，sp值当第一个参数传给后面函数  
//在对这段程序分析时要记住这段程序是以宏vector\_stub的形式放在跳转表前面的。将跳转表中对应的地址条目存入lr。因为跳转表中每一个条目都是4个字节long，所以此处左移两位，lr  
1083  ARM(   ldr     lr, \[pc, lr, lsl \#2\]    ) // pc是当前执行指令地址加4，即跳转表的基地址，lr是索引，根据前面相与操作，其值为0（用户空间）或3（内核空间）再乘4就是将要跳转的地址。如果是用户用户空间发生了异常(如irq中断)，lr<<2=lr\*4也就是pc+0,对照跳转表，将加载\_\_irq\_usr到pc，如果是内核空间发生了异常，lr<<2=lr\*4也就是pc+12,加载\_\_irq\_svc到pc  
     lr<<2=lr\*4也就是pc+0和pc+12  
     对irq中断，分别对应LCtab\_irq的.word \_\_irq\_usr域和.word \_\_irq\_svc域  
1084         movs    pc, lr                  @ branch to handler in SVC mode  
1085 ENDPROC(vector\_\\name)  
1086  
1087         .align  2  
1088         @ handler addresses follow this label  
1089 1:  
1090         .endm  
以vector\_irq、vector\_und为例,它仍在arch/arm/kernel/entry-armv.S中，通过vector\_stub宏来定义，首先这部分代码大致都是一样的结构，前面是一些代码，后面跟着一个跳转表。跳转表里面定义了一些地址。它在第1053行到1090行定义，它根据后面的参数"und,UND\_MODE"定义了以“vector\_\\name”为标号的一段代码。  
这里我们以vector\_irq为例，将这个宏展开来看看：即展开第1097行的宏定义：  
1094 /\*  
1095  \* Interrupt dispatcher  
1096  \*/  
       /\*展开  1097         vector\_stub     irq, IRQ\_MODE, 4行如下 \*/  
展开开始：  
vector\_irq:  
  
    sub    lr, lr, \#4  
  
    @  
    @ Save r0, lr\_<exception> (parent PC) and spsr\_<exception>  
    @ (parent CPSR)  
    @  
    stmia    sp, \{r0, lr\}        @ save r0, lr  
    mrs    lr, spsr  
    str    lr, \[sp, \#8\]        @ save spsr  
  
    @  
    @ Prepare for SVC32 mode.  IRQs remain disabled.  
    @  
    mrs    r0, cpsr  
    eor    r0, r0, \#(IRQ\_MODE ^ SVC\_MODE | PSR\_ISETSTATE)  
    msr    spsr\_cxsf, r0  
  
    @  
    @ the branch table must immediately follow this code  
    @  
    and    lr, lr, \#0x0f  
    mov    r0, sp  
    ldr    lr, \[pc, lr, lsl \#2\]     
    movs    pc, lr            @ branch to handler in SVC mode  
展开结束，后面是跳转表  
1098  
1099         .long   \_\_irq\_usr                       @  0  (USR\_26 / USR\_32)  
1100         .long   \_\_irq\_invalid                   @  1  (FIQ\_26 / FIQ\_32)  
1101         .long   \_\_irq\_invalid                   @  2  (IRQ\_26 / IRQ\_32)  
1102         .long   \_\_irq\_svc                       @  3  (SVC\_26 / SVC\_32)  
1103         .long   \_\_irq\_invalid                   @  4  
1104         .long   \_\_irq\_invalid                   @  5  
1105         .long   \_\_irq\_invalid                   @  6  
1106         .long   \_\_irq\_invalid                   @  7  
1107         .long   \_\_irq\_invalid                   @  8  
1108         .long   \_\_irq\_invalid                   @  9  
1109         .long   \_\_irq\_invalid                   @  a  
1110         .long   \_\_irq\_invalid                   @  b  
1111         .long   \_\_irq\_invalid                   @  c  
1112         .long   \_\_irq\_invalid                   @  d  
1113         .long   \_\_irq\_invalid                   @  e  
1114         .long   \_\_irq\_invalid                   @  f  
真正的跳转在vector\_stub的最后一句完成，大家都看得很清楚。跳到哪里去了，如果中断以前是svc模式，就会跳到\_\_irq\_svc。我们发现这里不会直接用b(bl,bx等)个，  
一是b跳转后面是个偏移，而这个偏移是有限制的，不能太大  
二是b跳转后面的偏移你不知道在代码拷贝后还是不是那个样子，因为我们要搬移代码，所以如果你不能确定搬移后的偏移不变，那你就用绝对地址，而上面的代码前三句就是算出绝对地址来，然后用绝对地址赋值给pc直接完成跳转。  
这些都是一些技巧，总之要注意的是写位置无关的代码时涉及到跳转部分，用b跳转还是直接赋成绝对地址（通过跳转表实现），如果你不能保证搬移后的偏移一致，写这部分就要注意了，要用一些技巧的。  
大家可以去用gcc 的-fPIC和-S选项汇编一个小的函数看看，fPIC就是与位置无关选项，相信编译过动态库的人都熟悉，看看它是怎么做的。你会发现异曲同工。  
 vector\_stub宏的功能为：计算处理完异常后的返回地址、保存影子寄存器（比如r0、lr、spsr），然后进入管理模式，最后根据被中断的工作模式调用下面的某个跳转分支。当发生异常时，CPU会根据异常的类型进入某个工作模式，但是很快vector\_stub宏又会强制CPU进行管理模式，在管理模式下进行后续处理，这种方法简化了程序的设计，使得异常发生前的工作模式要么是用户模式，要么是管理模式。  
    vector\_und 代码表示在各个工作模式下执行未定义指令时，发生异常的处理分支。比如\_\_und\_usr表示在用户模式下执行未定义指令时，所发生的未定义异常将由它来处理;\_\_und\_svc表示在管理模式下执行未定义指令时，所发生的未定义异常将由它来处理。在其他工作模式下不可能发生未定义指令异常，否则使用 “\_\_und\_invalid”来处理错误。ARM架构CPU中使用4位数据来表示工作模式，所以共有16个跳转分支，见1168--1183行，目前只有7个工作模式。  
现在我们以在用户空间发生中断异常为例，即程序跳转到\_\_irq\_usr处  
 447         .align  5  
 448 \_\_irq\_usr:  
 449         usr\_entry  //usr\_entry是一个宏,负责寄存器的入栈操作,保存各寄存器，便于返回的时候恢复，后面讲解  
 450         kuser\_cmpxchg\_check  
 451  
 452         get\_thread\_info tsk //get\_thread\_info也是个宏,用来获取保存当前task线程信息的地址。也将在后续分析。tsk存放的是线程结构体的地址。  
 /\* tsk在文件arch/arm/kernel/entry-header.S中定义为  
    180 why     .req    r8              @ Linux syscall (!= 0)  
    181 tsk     .req    r9              @ current thread\_info  
\*/  
 453 \#ifdef CONFIG\_PREEMPT  
 454         ldr     r8, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]          @ get preempt count//获取preempt\_count  
//TI\_PREEMPT在文件arch\\arm\\kernel\\asm-offsets.c中定义是线程结构体thread\_info 的成员preempt\_count在结构体thread\_info中的偏移  
/\*  
 内核态可剥夺内核，只有在 preempt\_count 为 0 时， schedule() 才会被调用，其检查  
是否需要进行进程切换，需要的话就切换。  
\*/  
 455         add     r7, r8, \#1                      @ increment it//将该成员加一  
 456         str     r7, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]  //将改变后的值存入preempt\_count  
 457 \#endif  
 458  
 459         irq\_handler  //调用中断操作函数，irq\_handler是一个宏，在后续描述    
 460 \#ifdef CONFIG\_PREEMPT  
 461         ldr     r0, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]  
 462         str     r8, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]  
 463         teq     r0, r7  
 464  ARM(   strne   r0, \[r0, -r0\]   )  
 465  THUMB( movne   r0, \#0          )  
 466  THUMB( strne   r0, \[r0\]        )  
 467 \#endif  
 468  
 469         mov     why, \#0  //  
 /\* why在文件arch/arm/kernel/entry-header.S中第180行定义为  
    180 why     .req    r8              @ Linux syscall (!= 0)  
    181 tsk     .req    r9              @ current thread\_info  
\*/  
 470         b       ret\_to\_user  //返回到用户态，该宏在文件 linux/arch/arm/kernel/entry-common.S中定义。  
 471  UNWIND(.fnend          )  
 472 ENDPROC(\_\_irq\_usr)  
  
现在来看一下\_\_irq\_usr用到的几个宏  
1)  
arch/arm/kernel/entry-armv.S  
 352 /\*  
 353  \* User mode handlers  
 354  \*  
 355  \* EABI note: sp\_svc is always 64-bit aligned here, so should S\_FRAME\_SIZE  
 356  \*/  
 357  
 358 \#if defined(CONFIG\_AEABI) && (\_\_LINUX\_ARM\_ARCH\_\_ >= 5) && (S\_FRAME\_SIZE & 7     )  
 359 \#error "sizeof(struct pt\_regs) must be a multiple of 8"  
 360 \#endif  
 361  
 362         .macro  usr\_entry  
 363  UNWIND(.fnstart        )  
 364  UNWIND(.cantunwind     )       @ don't unwind the user space  
 365         sub     sp, sp, \#S\_FRAME\_SIZE //为寄存器pt\_regs结构体建立堆栈空间，让堆栈指针sp 指向r0 。S\_FRAME\_SIZE在文件arch/arm/kernel/asm-offsets.c中定义DEFINE(S\_FRAME\_SIZE, sizeof(struct pt\_regs));表示寄存器结构体pt\_regs的大小结构体,pt\_regs中有 r0~cpsr 18个寄存器即72个字节。  
 366  ARM(   stmib   sp, \{r1 - r12\}  ) //stmib为存储前加，所以此处留出了用于存储r0的空间，将r1 - r12存入堆栈。sp后没加！所以sp指向的堆栈位置没有变，一直指向用于存储r0的存储空间。  
 367  THUMB( stmia   sp, \{r0 - r12\}  )  
 368  
 369         ldmia   r0, \{r1 - r3\} //将中断前r0，lr，spsr的值取出存放在r1 - r3中，此时的r0是作为堆栈的sp在使用的。它的值是指向中断前r0的值在堆栈中存放的位置。在寄存器结构体pt\_regs在堆栈中的位置上面。  
 370         add     r0, sp, \#S\_PC           @ here for interlock avoidance//S\_PC即是pt\_regs中的PC寄存器位置，让r0指向该位置。虽然S\_PC还没有存入堆栈但它在堆栈中的位置存在  
 371         mov     r4, \#-1                 @ //在r4中放入一个无效值。  
 372  
 373         str     r1, \[sp\]                @ save the "real" r0 copied//r1中存放的是中断前r0的值，此时将该值存入堆栈，上面已解释过在堆栈中留出r0的位置的问题。  
 374                                         @ from the exception stack  
 375  
 376         @  
 377         @ We are now ready to fill in the remaining blanks on the stack:  
 378         @  
 379         @  r2 - lr\_<exception>, already fixed up for correct return/restart  
 380         @  r3 - spsr\_<exception>  
 381         @  r4 - orig\_r0 (see pt\_regs definition in ptrace.h)  
 382         @  
 383         @ Also, separately save sp\_usr and lr\_usr  
 384         @  
 385         stmia   r0, \{r2 - r4\} //此时r2-r4存放的是中断前的lr， spsr的值和无效之。此时将这些值存入pt\_regs中寄存器在堆栈中对应的位置，即此时将中断前的lr， spsr的值和无效之存入寄存器结构体pt\_regs的ARM\_pc ，ARM\_cpsr，ARM\_ORIG\_r0中。存储返回地址，现场状态等(被中断代码处的)  
 386  ARM(   stmdb   r0, \{sp, lr\}^     )//stmdb是递减取值，存储用户模式下的sp,lr，将ARM\_lr，ARM\_sp存入lr，sp中。ARM体系结构中用户模式和系统模式共用同一个SP和LR  
 387  THUMB( store\_user\_sp\_lr r0, r1, S\_SP - S\_PC    )  
 388  
 389         @  
 390         @ Enable the alignment trap while in kernel mode  
 391         @  
 392         alignment\_trap r0  
 393  
 394         @  
 395         @ Clear FP to mark the first stack frame  
 396         @  
 397         zero\_fp //宏 zero\_fp在文件arch/arm/kernel/entry-header.S中定义，清零fp。  
 398         .endm  
  
上面的提到的struct pt\_regs，在arch/arm/include/asm/ptrace.h中定义  
\#ifndef \_\_KERNEL\_\_  
struct pt\_regs \{  
    long uregs\[18\];  
\};  
\#else /\* \_\_KERNEL\_\_ \*/  
struct pt\_regs \{  
    unsigned long uregs\[18\];  
\};  
\#endif /\* \_\_KERNEL\_\_ \*/  
  
\#define ARM\_cpsr    uregs\[16\]  
\#define ARM\_pc        uregs\[15\]  
\#define ARM\_lr        uregs\[14\]  
\#define ARM\_sp        uregs\[13\]  
\#define ARM\_ip        uregs\[12\]  
\#define ARM\_fp        uregs\[11\]  
\#define ARM\_r10        uregs\[10\]  
\#define ARM\_r9        uregs\[9\]  
\#define ARM\_r8        uregs\[8\]  
\#define ARM\_r7        uregs\[7\]  
\#define ARM\_r6        uregs\[6\]  
\#define ARM\_r5        uregs\[5\]  
\#define ARM\_r4        uregs\[4\]  
\#define ARM\_r3        uregs\[3\]  
\#define ARM\_r2        uregs\[2\]  
\#define ARM\_r1        uregs\[1\]  
\#define ARM\_r0        uregs\[0\]  
\#define ARM\_ORIG\_r0    uregs\[17\]  除了SWI调用,其值一直是-1。  
  
2)宏macro get\_thread\_info在文件arch/arm/kernel/entry-header.S中定义。用来获取当前线程的地址。  
111         .macro  get\_thread\_info, rd  
112         mov     \\rd, sp, lsr \#13  
113         mov     \\rd, \\rd, lsl \#13  
114         .endm  
include/linux/sched.h中：  
union thread\_union \{  
        struct thread\_info thread\_info;  
        unsigned long stack\[THREAD\_SIZE/sizeof(long)\];  
\};  
  
由它定义的线程是8K字节对齐的， 并且在这8K的最低地址处存放的就是thread\_info对象，即该栈拥有者线程的对象，而get\_thread\_info就是通过把sp低13位清0(8K边 界)来获取当前thread\_info对象的地址。  
  
THREAD\_SIZE在文件arch/arm/include/asm/thread\_info.h中定义：  
\#define THREAD\_SIZE  8192  
struct thread\_info \{  
    unsigned long        flags;        /\* low level flags \*/  
    int            preempt\_count;    /\* 0 => preemptable, <0 => bug \*/  
    mm\_segment\_t        addr\_limit;    /\* address limit \*/  
    struct task\_struct    \*task;        /\* main task structure \*/  
    struct exec\_domain    \*exec\_domain;    /\* execution domain \*/  
    \_\_u32            cpu;        /\* cpu \*/  
    \_\_u32            cpu\_domain;    /\* cpu domain \*/  
    struct cpu\_context\_save    cpu\_context;    /\* cpu context \*/  
    \_\_u32            syscall;    /\* syscall number \*/  
    \_\_u8            used\_cp\[16\];    /\* thread used copro \*/  
    unsigned long        tp\_value;  
    struct crunch\_state    crunchstate;  
    union fp\_state        fpstate \_\_attribute\_\_((aligned(8)));  
    union vfp\_state        vfpstate;  
\#ifdef CONFIG\_ARM\_THUMBEE  
    unsigned long        thumbee\_state;    /\* ThumbEE Handler Base register \*/  
\#endif  
    struct restart\_block    restart\_block;  
\};  
3)irq\_handler  
注意\_\_irq\_usr第459的irq\_handler定义\_\_irq\_usr同文件前面的第32行，从irq\_handler定义可以看出外部中断异常发生时，最终会调用C函数asm\_do\_IRQ来进行处理  
  29 /\*  
  30  \* Interrupt handling.  Preserves r7, r8, r9  
  31  \*/  
  32         .macro  irq\_handler  
  33         get\_irqnr\_preamble r5, lr //宏get\_irqnr\_preamble是一个空操作，在文件 arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/entry-macro.S中定义  
  34 1:      get\_irqnr\_and\_base r0, r6, r5, lr/宏get\_irqnr\_and\_base通过读取寄存器INTPND来获得中断号。在该宏中获取的一些参量将存于这些寄存器中r0, r6, r5, lr。  
  35         movne   r1, sp  
  36         @  
  37         @ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt\_regs \*  
  38         @  
  39         adrne   lr, BSYM(1b)  
  40         bne     asm\_do\_IRQ  
  41  
  42 \#ifdef CONFIG\_SMP  
  43         /\*  
  44          \* XXX  
  45          \*  
  46          \* this macro assumes that irqstat (r6) and base (r5) are  
  47          \* preserved from get\_irqnr\_and\_base above  
  48          \*/  
  49         test\_for\_ipi r0, r6, r5, lr  
  50         movne   r0, sp  
  51         adrne   lr, BSYM(1b)  
  52         bne     do\_IPI  
  53  
  54 \#ifdef CONFIG\_LOCAL\_TIMERS  
  55         test\_for\_ltirq r0, r6, r5, lr  
  56         movne   r0, sp  
  57         adrne   lr, BSYM(1b)  
  58         bne     do\_local\_timer  
  59 \#endif  
  60 \#endif  
  61  
  62         .endm  
get\_irqnr\_and\_base是平台相关的，这个宏查询ISPR(IRQ挂起中断服务寄存器，当有需要处理的中断时，这个寄存器的相应位会置位，任意时刻，最多一个位会置位)，计算出的中断号放在irqnr指定的寄存器中；这个宏在不同的ARM芯片上是不一样的，这个宏主要作用在于就是获得发生中断的中断号，对于s3c2410，代码在arch/arm/mach-s3c2410/include /entry-macro.S里，该宏处理完后，r0 = 中断号。中断号保存到  
r0，sp保存到r1，r0与r1随后作为参数传送给asm\_do\_IRQ()例程,函数asm\_do\_IRQ()是中断处理函数的C语言入口,在文件linux/arch/arm/kernel/irq.c中实现,将在后续讨论。其中sp已经被压入了中断上现场的各个寄存器值,也就是pt\_reg结构  
./arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/entry-macro.S  
 31         .macro  get\_irqnr\_and\_base, irqnr, irqstat, base, tmp  
 32  
 33                 mov     \\base, \#S3C24XX\_VA\_IRQ  
 34  
 35                 @@ try the interrupt offset register, since it is there  
 36  
 37                 ldr     \\irqstat, \[ \\base, \#INTPND \]  
 38                 teq     \\irqstat, \#0  
 39                 beq     1002f  
 40                 ldr     \\irqnr, \[ \\base, \#INTOFFSET \]  
 41                 mov     \\tmp, \#1  
 42                 tst     \\irqstat, \\tmp, lsl \\irqnr  
 43                 bne     1001f  
 44  
  
 45                 @@ the number specified is not a valid irq, so try  
 46                 @@ and work it out for ourselves  
 47  
 48                 mov     \\irqnr, \#0              @@ start here  
 49  
 50                 @@ work out which irq (if any) we got  
 51  
 52                 movs    \\tmp, \\irqstat, lsl\#16  
 53                 addeq   \\irqnr, \\irqnr, \#16  
 54                 moveq   \\irqstat, \\irqstat, lsr\#16  
 55                 tst     \\irqstat, \#0xff  
 56                 addeq   \\irqnr, \\irqnr, \#8  
 57                 moveq   \\irqstat, \\irqstat, lsr\#8  
 58                 tst     \\irqstat, \#0xf  
 59                 addeq   \\irqnr, \\irqnr, \#4  
 60                 moveq   \\irqstat, \\irqstat, lsr\#4  
 61                 tst     \\irqstat, \#0x3  
 62                 addeq   \\irqnr, \\irqnr, \#2  
 63                 moveq   \\irqstat, \\irqstat, lsr\#2  
 64                 tst     \\irqstat, \#0x1  
 65                 addeq   \\irqnr, \\irqnr, \#1  
 66  
 67                 @@ we have the value  
 68 1001:  
 69                 adds    \\irqnr, \\irqnr, \#IRQ\_EINT0  
 70 1002:  
 71                 @@ exit here, Z flag unset if IRQ  
 72  
 73         .endm  
5)宏ret\_to\_user  
\_\_irq\_usr处理完中断后，调用ret\_to\_user来返回到用户模式，这个例程在arch/arm/kernel/entry-common.S下定义：  
 61 ENTRY(ret\_to\_user)  
 62 ret\_slow\_syscall:  
 63         disable\_irq                             @ disable interrupts//禁止中断  
 64         ldr     r1, \[tsk, \#TI\_FLAGS\]  //获取线程结构体thread\_union的flags成员  
 65         tst     r1, \#\_TIF\_WORK\_MASK //判断task是否被阻塞  
 66         bne     work\_pending  //根据需要进行进程的切换，该段代码在下面讲述。  
 67 no\_work\_pending:     //不需要进程切换  
 68         /\* perform architecture specific actions before user return \*/  
 69         arch\_ret\_to\_user r1, lr  
 70  
 71         restore\_user\_regs fast = 0, offset = 0  
 72 ENDPROC(ret\_to\_user)  
宏restore\_user\_regs在arch/arm/kernel/entry-header.S中定义：  
 91         .macro  restore\_user\_regs, fast = 0, offset = 0  
 92         ldr     r1, \[sp, \#\\offset + S\_PSR\]    @ get calling cpsr获取被中断代码处的状态(cpsr)  
 93         ldr     lr, \[sp, \#\\offset + S\_PC\]!      @ get pc  
  //spsr里保存好被中断代码处的状态(cpsp)  
 94         msr     spsr\_cxsf, r1                   @ save in spsr\_svc  
 95 \#if defined(CONFIG\_CPU\_32v6K)  
 96         clrex                                   @ clear the exclusive monitor  
 97 \#elif defined (CONFIG\_CPU\_V6)  
 98         strex   r1, r2, \[sp\]                    @ clear the exclusive monitor  
 99 \#endif  
100         .if     \\fast  
101         ldmdb   sp, \{r1 - lr\}^                  @ get calling r1 - lr  
102         .else  
103         ldmdb   sp, \{r0 - lr\}^                  @ get calling r0 - lr  
104         .endif  
105         mov     r0, r0                          @ ARMv5T and earlier require a nop  
106                                                 @ after ldm \{\}^  
//栈地址恢复，避免多个中断后溢出  
107         add     sp, sp, \#S\_FRAME\_SIZE - S\_PC  
// 返回被中断代码处继续执行，并把spsr赋给cpsr，即恢复被中断处  
// 的现场状态。这样CPU又可以从被中断的地方继续执行了，而且这个  
// 时候所有的寄存器值(r0到r12)，包括状态寄存器值（cpsr）都是源  
// 码被中断时的值。  
108         movs    pc, lr                          @ return & move spsr\_svc into cpsr  
恢复寄存器，完成中断处理，回到用户模式。  
109         .endm  
顺便看下work\_pending，在arch/arm/kernel/entry-common.S中：  
 44 work\_pending:  
 45         tst     r1, \#\_TIF\_NEED\_RESCHED //判断是否需要调度进程  
 46         bne     work\_resched  // 进程调度  
 47         tst     r1, \#\_TIF\_SIGPENDING|\_TIF\_NOTIFY\_RESUME  
 48         beq     no\_work\_pending //无需调度，返回  
 49         mov     r0, sp                          @ 'regs'  
 50         mov     r2, why                         @ 'syscall'  
 51         tst     r1, \#\_TIF\_SIGPENDING            @ delivering a signal?  
 52         movne   why, \#0                         @ prevent further restarts  
 53         bl      do\_notify\_resume  
 54         b       ret\_slow\_syscall                @ Check work again  
 55  
 56 work\_resched:  
 57         bl      schedule  //调用进程切换函数。  
由该汇编代码可知，如果在用户模式下产生中断的话，在返回的时候，会根据需要进行进程调度，而从代码可知，如果中断发生在管理等内核模式下的话是不会进行进程调度的。Ok, 中断的流程大体就是这样的，c函数里的中断流程在系统模式下的中断处理里已经说的很多了，这里不再赘述。  
这里只讲了在用户模式下的中断处理，在内核模式下的处理方式也大抵相仿，在后面中断处理中再来分析。  
  
现在再来看一下\_\_und\_svc处理代码  
 260         .align  5  
 261 \_\_und\_svc:  
 262 \#ifdef CONFIG\_KPROBES  
 263         @ If a kprobe is about to simulate a "stmdb sp..." instruction,  
 264         @ it obviously needs free stack space which then will belong to  
 265         @ the saved context.  
 266         svc\_entry 64   
 267 \#else  
 268         svc\_entry  负责寄存器的入栈操作  
 269 \#endif  
 270  
 271         @  
 272         @ call emulation code, which returns using r9 if it has emulated  
 273         @ the instruction, or the more conventional lr if we are to treat  
 274         @ this as a real undefined instruction  
 275         @  
 276         @  r0 - instruction  
 277         @  
 278 \#ifndef CONFIG\_THUMB2\_KERNEL  
 279         ldr     r0, \[r2, \#-4\]  
 280 \#else  
 281         ldrh    r0, \[r2, \#-2\]                   @ Thumb instruction at LR -      2  
 282         and     r9, r0, \#0xf800  
 283         cmp     r9, \#0xe800                     @ 32-bit instruction if xx      >= 0  
 284         ldrhhs  r9, \[r2\]                        @ bottom 16 bits  
 285         orrhs   r0, r9, r0, lsl \#16  
 286 \#endif  
 287         adr     r9, BSYM(1f)  
 288         bl      call\_fpe  
 289  
 290         mov     r0, sp                          @ struct pt\_regs \*regs  
 291         bl      do\_undefinstr  
 292  
 293         @  
 294         @ IRQs off again before pulling preserved data off the stack  
 295         @  
 296 1:      disable\_irq\_notrace  
 297  
 298         @  
 299         @ restore SPSR and restart the instruction  
 300         @  
 301         ldr     r2, \[sp, \#S\_PSR\]                @ Get SVC cpsr  
 302         svc\_exit r2                             @ return from exception  
 303  UNWIND(.fnend          )  
 304 ENDPROC(\_\_und\_svc)  
  
     不同的跳转分支只是在它们的入口下（比如保存被中断程序的寄存器）稍有差别，后续的处理大体相同，都在调用相应的C函数，比如未定义指令异常发生时，最终会调用C函数do\_undefinstr来进行处理。各种异常C处理函数可以分为5类，它们分布在不同的文件中  
(1)在arch/arm/kernel/traps.c中  
 未定义指令异常的C处理函数在这个文件中定义，总入口函数为do\_undefinstr  
(2)在arch/arm/mm/fault.c中  
 与内存访问相关的异常C处理函数在这个文件中定义，比如数据访问中止异常、指令预取中止异常。总入口函数为do\_DataAbort、do\_prefetchAbort。  
(3)在arch/arm/mm/irq.c中  
 中断处理函数的在这个文件中定义，总入口函数为asm\_do\_IRQ，它调用其他文件注册的中断处理函数  
(4)在arch/arm/kernel/calls.S  
在这个文件中，swi异常的处理函数指针被组织成一个表格；swi指令机器码的位\[23:0\]被用来作为索引。这样，通过不同的swi index指令就可以调用不同的swi异常处理函数，它们被称为系统调用,比如sys\_open、sys\_read等。  
(5)没有使用的异常  
没有使用FIQ异常  
trap\_init函数搭建了各类异常的处理框架。当发生异常时，各种C处理函数会被调用。这些C函数还要进  
一步细分异常发生的情况，分别调用更具体的处理函数。  
  
**三、对irq的处理--asm\_do\_IRQ()例程。**  
    irq中断也是一种异常，之所以把它单独的列出来，是因为中断的处理与具体的开发板密切相关，除一些必须、共用的中断（比如系统时钟中断、片内外设UART中断）外，必须由驱动开发者提供处理函数。内核提炼出中断处理的共性，搭建一个非常容易扩充的中断处理体系。  
     init\_IRQ函数（代码在arch/arm/kernel/irq.c中）被用来初始化中断和处理框架，设置各种中断的默认处理函数。当发生中断时，中断总入口函数asm\_do\_IRQ就可以调用这些函数进行下一步处理。  
**1、相关数据结构**  
   我们知道编写设备驱动程序一定要用到中断处理函数，这在驱动程序的编写中，占据很重要的一部分。在响应一个特定的中断的时候，内核会执行一个函数，该函数叫做中断处理程序（interrupt handler）或中断服务例程（interrupt service routine ,ISP）.产生中断的每个设备都有一个相应的中断处理程序，中断处理程序通常不和特定的设备关联，而是和特定的中断关联的，也就是说，如果一个设备可以产生多种不同的中断，那么该就可以对应多个中断处理程序，相应的，该设备的驱动程序也就要准备多个这样的函数。在Linux内核中处理中断是分为上半部（top half），和下半部（bottom half）之分的。上半部只做有严格时限的工作，例如对接收到的中断进行应答或复位硬件，这些工作是在所有的中断被禁止的情况下完成的，能够被允许稍后完成的工作会推迟到下半部去。要想了解上半部和下半部的机制可以阅读一下《Linux内核设计与实现》的第七章的内容。  
中断处理依赖于中断的类型：I/O中断、时钟中断和处理器间中断。  
不管引起中断的电路的种类如何，所有I/O中断处理程序都执行四个相同的基本操作：  
1、在内核态堆栈中保存IRQ的值和寄存器的内容。  
2、为正在给IRQ线服务的PIC发送一个应答，这将允许PIC进一步发出中断。  
3、执行共享这个IRQ的所有设备的中断服务例程。  
  
    Linux内核将所有的中断统一编号，使用一个irq\_desc结构数组来描述这些中断;Linux系统里每个中断也是通过irq\_desc来管理，各中断的信息都在这个结构中得以体现。每个数组项对应一个中断，也可能是一组中断，它们共用相同的中断号，里面记录了中断的名称、中断状态、中断标记（比如中断类型、是否共享中断等），并提供了中断的低层硬件访问函数（清除、屏蔽、使能中断），提供了这个中断的处理函数入口，通过它可以调用用户注册的中断处理函数。  
   通过irq\_desc结构数组就可以了解中断处理体系结构，irq\_desc结构的数据类型include/linux/irq.h  
中定义，   
struct irq\_desc \{  
    unsigned int        irq;  //中断描述符的中断号  
    struct timer\_rand\_state \*timer\_rand\_state; //pointer to timer rand state struct  
    unsigned int            \*kstat\_irqs;  //irq stats per cpu  
\#ifdef CONFIG\_INTR\_REMAP  
    struct irq\_2\_iommu      \*irq\_2\_iommu;  //iommu with this irq  
\#endif  
    irq\_flow\_handler\_t    handle\_irq;  // 当前中断的处理函数入口, 高层的irq时间处理程序（如果为NULL，则默认调用\_\_do\_IRQ()）  
    struct irq\_chip        \*chip;  //底层的中断硬件访问，指向PIC对象（irq\_chip结构），它服务于IRQ线，Linux中断管理系统使用该成员来进行中断控制器的访问。  
    struct msi\_desc        \*msi\_desc;  //MSI descriptor  
    void            \*handler\_data;  //irq\_chip 方法使用的per-IRQ数据  
    void            \*chip\_data;  //chip 方法使用的特定平台的per-chip 私有数据，以允许共享chip的实现  
    struct irqaction    \*action;    /\*标识当出现IRQ时要调用的中断服务例程。该字段指向IRQ的irqaction链表的第一个元素。我们用request\_irq()注册的中断处理方法，会被用来创建相关的irqaction结构体，对于同一个中断号注册的各个中断方法会被链接在该中断号的中断描述符的该字段上。 IRQ action list 用户提供的中断处理函数链表\*/  
    unsigned int        status;        /\*描述IRQ线状态的一组标志  \*/  
  
    unsigned int        depth;        /\* disable-depth用于嵌套的irq\_disable()调用，如果IRQ线被激活，则显示0，如果IRQ线被禁止了不止一次，则显示一个正数。\*/  
    unsigned int        wake\_depth;    /\* enable depth, for multiple set\_irq\_wake() callers\*/  
    unsigned int        irq\_count;    /\* For detecting broken IRQs 中断计数器，统计IRQ线上发生的中断的次数（仅在诊断时使用）\*/  
    unsigned long        last\_unhandled;    /\* Aging timer for unhandled count \*/  
    unsigned int        irqs\_unhandled;  //对在IRQ线上发生的无法处理的中断进行计数  
    raw\_spinlock\_t        lock;  //locking for SMP。用于串行访问IRQ描述符和PIC的自旋锁。  
\#ifdef CONFIG\_SMP  
    cpumask\_var\_t        affinity;  
    const struct cpumask    \*affinity\_hint;  
    unsigned int        node;  
\#ifdef CONFIG\_GENERIC\_PENDING\_IRQ  
    cpumask\_var\_t        pending\_mask;  
\#endif  
\#endif  
    atomic\_t        threads\_active;  
    wait\_queue\_head\_t       wait\_for\_threads;  
\#ifdef CONFIG\_PROC\_FS  
    struct proc\_dir\_entry    \*dir;  
\#endif  
    const char        \*name;  //中断的名称  
\} \_\_\_\_cacheline\_internodealigned\_in\_smp;   
   handle\_irq是这个或这组中断的处理函数入口。发生中断时，总入口函数asm\_do\_IRQ将根据中断号调用相应irq\_desc数组项中 handle\_irq.handle\_irq使用chip结构中的函数清除、屏蔽或者重新使能中断，还要调用用户在action链表中注册的中断处理函数。  
在具体的ARM SoC芯片中会有很多的中断线，每一个中断线都会用一个irq\_desc结构体来描述。  
  
如果一个中断内核没有处理，那么这个中断就是意外中断，也就是说，与某个IRQ线相关的中断处理例程（ISR）不存在，或者与某个中断线相关的所有例程都识别不出是否是自己的硬件设备发出的中断。通常，内核检查从IRQ线接收的意外中断的数量，当这条IRQ线的有故障设备没完没了的发中断时，就禁用这条IRQ线，内核不会在每监测到一个意外中断时就立刻禁用IRQ线。由于几个设备可能共享IRQ线，更合适的办法是：内核把中断和意外中断的总次数分别放在irq\_desc描述符的irq\_count和irqs\_unhandled字段中，当第100000次中断产生时，如果意外中断的次数超过99900次内核才禁用这条IRQ线。  
  
描述IRQ线状态的标志：  
  
IRQ\_INPROGRESS    /\* IRQ handler active - do not enter! \*/  
IRQ\_DISABLED      /\* IRQ disabled - do not enter! \*/  
IRQ\_PENDING      /\* IRQ pending - replay on enable \*/  
IRQ\_REPLAY    /\* IRQ has been replayed but not acked yet \*/  
IRQ\_AUTODETECT       /\* IRQ is being autodetected \*/  
IRQ\_WAITING          /\* IRQ not yet seen - for autodetection \*/  
IRQ\_LEVEL         /\* IRQ level triggered \*/  
IRQ\_MASKED        /\* IRQ masked - shouldn't be seen again \*/  
IRQ\_PER\_CPU          /\* IRQ is per CPU \*/  
IRQ\_NOPROBE          /\* IRQ is not valid for probing \*/  
IRQ\_NOREQUEST     /\* IRQ cannot be requested \*/  
IRQ\_NOAUTOEN      /\* IRQ will not be enabled on request irq \*/  
IRQ\_WAKEUP        /\* IRQ triggers system wakeup \*/  
IRQ\_MOVE\_PENDING     /\* need to re-target IRQ destination \*/  
IRQ\_NO\_BALANCING    /\* IRQ is excluded from balancing \*/  
IRQ\_SPURIOUS\_DISABLED /\* IRQ was disabled by the spurious trap \*/  
IRQ\_MOVE\_PCNTXT      /\* IRQ migration from process context \*/  
IRQ\_AFFINITY\_SET  /\* IRQ affinity was set from userspace\*/  
IRQ\_SUSPENDED        /\* IRQ has gone through suspend sequence \*/  
IRQ\_ONESHOT          /\* IRQ is not unmasked after hardirq \*/  
IRQ\_NESTED\_THREAD /\* IRQ is nested into another, no own handler thread \*/  
  
irq\_desc描述符的depth字段和IRQ\_DISABLED标志表示IRQ线是否被禁用。每次调用disable\_irq()和disable\_irq\_nosync()函数，depth字段的值增加，如果depth等于0，函数禁用IRQ线并设置它的IRQ\_DISABLED标志。相反，每当调用enable\_irq()函数，depth字段的值减少，如果depth变为0，函数激活IRQ线并清除IRQ\_DISABLED标志。  
  
Linux支持许多种类的PIC电路，如PC机的8259A、APIC等。为了以统一的方法处理所有这样的设备，Linux用了一个“PIC对象”，由PIC名字和17个标准方法组成。这种面向对象的方法的优点是，驱动程序不必关注安装在系统中的PIC种类。每个驱动程序可见的中断源透明地连接到适当的控制器。定义PIC对象的数据结构叫irq\_chip。内核使用irq\_chip结构的成员来完成实际的对于PIC控制器的操作，禁用中断，启用中断等。  
   irq\_chip结构类型也是在include/linux/irq.h中定义，其中的成员大多用于操作底层硬件，比如设置寄存器以屏蔽中断，使能中断，清除中断等。   
struct irq\_chip \{  
    const char    \*name;  
    unsigned int    (\*startup)(unsigned int irq);//启动中断，如果不设置，缺省为“enable  
    void        (\*shutdown)(unsigned int irq);/\*关闭中断，如果不设置，缺省为"disable"\*/  
    void        (\*enable)(unsigned int irq); // 使用中断，如果不设置，缺省为"unmask"  
    void        (\*disable)(unsigned int irq); //禁止中断，如果不设置，缺省为“mask”  
  
    void        (\*ack)(unsigned int irq); /\*响应中断，通常是清除当前中断使得可以接收下一个中断\*/  
    void        (\*mask)(unsigned int irq); //屏蔽一个中断源  
    void        (\*mask\_ack)(unsigned int irq); //确认并屏蔽一个中断源  
    void        (\*unmask)(unsigned int irq); //取消屏蔽一个中断源  
    void        (\*eoi)(unsigned int irq);  
  
    void        (\*end)(unsigned int irq);  
    int        (\*set\_affinity)(unsigned int irq,  
                    const struct cpumask \*dest);  
    int        (\*retrigger)(unsigned int irq);  //重新发送一个IRQ给CPU  
    int        (\*set\_type)(unsigned int irq, unsigned int flow\_type);  
    int        (\*set\_wake)(unsigned int irq, unsigned int on);  
  
    void        (\*bus\_lock)(unsigned int irq);  
    void        (\*bus\_sync\_unlock)(unsigned int irq);  
  
    /\* 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;  
\};   
  
多个设备能共享一个单独的IRQ。因此，内核要维护多个irqaction描述符，其中的每个描述符涉及一个特定的硬件设备和一个特定的中断。这个结构类型在include/linux/iterrupt.h中定义。用户注册的每个中断  
处理函数用一个irqaction结构来表示，一个中断比如共享中断可以有多个处理函数，它们的irqaction结  
构链接成一个链表，以action为表头。irqation结构定义如下：   
struct irqaction \{  
    irq\_handler\_t handler;  //用户注册的中断处理函数  
    unsigned long flags; //中断标志，比如是否共享中断，电平触发还是边沿触发  
    const char \*name; //用户注册的中断名字  
    void \*dev\_id;  //用户传给上面的handler的参数，还可以用来区分共享中断  
    struct irqaction \*next; //指向下一个用户注册函数的指针  
    int irq; //中断号  
    struct proc\_dir\_entry \*dir;  
    irq\_handler\_t thread\_fn;  
    struct task\_struct \*thread;  
    unsigned long thread\_flags;  
\};   
struct irqaction（中断行为描述符）各字段说明：  
handler:   中断处理函数，指向一个I/O设备的中断服务例程。这是允许多个设备共享同一个IRQ的关键字段。  
flags: 标志(参考下面的IRQF\_\*)，描述IRQ与I/O设备之间的关系。  
name:  I/O设备名（通过读/proc/interrupts文件，在列出所服务的IRQ时也显示设备名）。  
dev\_id:    I/O设备的私有数据字段。典型情况下，它标识I/O设备本身（例如，它可能等于其主设备号和此设备号），或者它指向设备驱动程序的数据  
next:  共享中断情况下，指向irqaction链表的下一个元素。链表中的元素指向共享同一个IRQ的硬件设备  
irq:   中断号  
dir:   指向proc/irq/NN/name 入口的指针，指向proc文件系统中IRQn相关的目录项。  
thread\_fn: 用于线程化中断的中断处理函数  
thread:    用于线程化中断的线程指针  
thread\_flags: 与thread 有关的标志  
  
irqaction描述符的标志，只是被作为irq处理例程的一部分来使用的，各个标志的说明如下：  
IRQF\_DISABLED – 当调用action handler时保持irqs禁用  
IRQF\_SAMPLE\_RANDOM – 设备可以被看作是事件随机的发生源，一次，内核可以用它做随机数产生器  
IRQF\_SHARED – 允许在多个设备间共享中断  
IRQF\_PROBE\_SHARED - set by callers when they expect sharing  
mismatches to occur  
IRQF\_TIMER – 标记该中断为时钟中断的标志  
IRQF\_PERCPU - Interrupt is per cpu  
IRQF\_NOBALANCING - Flag to exclude this interrupt from irq balancing  
IRQF\_IRQPOLL - Interrupt is used for polling (only the interrupt  
that is registered first in an shared interrupt is considered for  
performance reasons)  
IRQF\_ONESHOT - Interrupt is not reenabled after the hardirq  
handler finished.Used by threaded interrupts which need to keep the  
irq line disabled until the threaded handler has been run.  
  
最后，irq\_stat数组包含NR\_CPUS个元素，系统中的每个CPU对应一个元素（kernel/softirq.c文件中）：  
  
\#ifndef \_\_ARCH\_IRQ\_STAT  
irq\_cpustat\_t irq\_stat\[NR\_CPUS\] \_\_\_\_cacheline\_aligned;  
EXPORT\_SYMBOL(irq\_stat);  
\#endif  
  
每个元素的类型为irq\_cpustat\_t，该类型包含几个计数器和内核记录CPU正在做什么的标志，该结构体的定义因体系结构而已，对于我们的ARM平台，这个结构在arch/arm/include/asm/hardirq.h文件中定义：  
typedef struct \{  
   unsigned int \_\_softirq\_pending;  
   unsigned int local\_timer\_irqs;  
\} \_\_\_\_cacheline\_aligned irq\_cpustat\_t;  
irq\_cpustat\_t结构的字段  
\_\_softirq\_pending：表示挂起的软中断  
local\_timer\_irqs：本地时钟中断发生的次数  
  
  
在kernel/irq/handle.c中还有定义了一个全局irq\_desc结构体数组，用来表示系统中的所有中断：  
struct irq\_desc irq\_desc\[NR\_IRQS\] \_\_cacheline\_aligned\_in\_smp = \{  
   \[0 ... NR\_IRQS-1\] = \{  
      .status = IRQ\_DISABLED,  
      .chip = &no\_irq\_chip,  
      .handle\_irq = handle\_bad\_irq,  
      .depth = 1,  
      .lock = \_\_SPIN\_LOCK\_UNLOCKED(irq\_desc->lock),  
   \}  
\};  
  
上面的\_\_cacheline\_aligned\_in\_smp在include/linux/cache.h中定义，它是一个宏，在非SMP系统中是空的：  
\#ifdef CONFIG\_SMP  
\#define \_\_cacheline\_aligned\_in\_smp \_\_cacheline\_aligned  
\#else  
\#define \_\_cacheline\_aligned\_in\_smp  
\#endif /\* CONFIG\_SMP \*/  
用于描述结构体的属性，cache行对齐。  
内核用结构数组irq\_desc\[NR\_IRQS\]来管理中断处理，每一个成员对应于一个中断线。NR\_IRQS是一个因平台而异的宏，对于我们的mini2440来说，该宏在arch/arm/mach-s3c2440/include/mach/irqs.h中定义：  
\#ifdef CONFIG\_CPU\_S3C2443  
\#define NR\_IRQS (IRQ\_S3C2443\_AC97+1)  
\#else  
\#define NR\_IRQS (IRQ\_S3C2440\_AC97+1)  
\#endif  
这个宏代表平台上最大的中断号。   
  
irq\_desc结构数组、它的成员“struct irq\_chip \*chip” "struct irqaction \*action",这3种数据结构构成了中断处理体系的框架。下图中描述了Linxu中断处理体系结构的关系图：   
 [![2011041323051396.jpg][]][2011041323051396.jpg]  
中断处理流程如下  
(1)发生中断时，CPU执行异常向量vector\_irq的代码  
(2)在vector\_irq里面，最终会调用中断处理的总入口函数asm\_do\_IRQ  
(3)asm\_do\_IRQ根据中断号调用irq\_desc数组项中的handle\_irq。  
(4)handle\_irq会使用chip成员中的函数来设置硬件，比如清除中断、禁止中断、重新使能中断等  
(5)handle\_irq逐个调用用户在aciton链表中注册的处理函数  
   中断体系结构的初始化就是构造这些数据结构，比如irq\_desc数组项中的handle\_irq、chip等成员；用户注册中断时就是构造action链表；用户卸载中断时就是从action链表中去除不需要的项。  
**2、中断初始化**  
2.1 中断处理体系结构的初始化  
文章开头说到内核在start\_kernel函数（源码在init/main.c中）中调用trap\_init()、early\_irq\_init()和init\_IRQ()三个函数来初始化中断管理系统。对于我们的ARM平台来说trap\_init()在arch/arm/kernel/traps.c中定义，为一个空函数。  
612         early\_irq\_init();  
在start\_kernel()函数中第612行调用了early\_irq\_init()函数，它在调用init\_IRQ()函数前，这个函数在kernel/handle.c文件中定义。kernel/irq/handle.c文件中，根据内核配置时是否选择了CONFIG\_SPARSE\_IRQ，而可以选择两个不同版本的该函数early\_irq\_init()中的一个进行编译。CONFIG\_SPARSE\_IRQ配置项，用于支持稀疏irq号，对于发行版的内核很有用，它允许定义一个高CONFIG\_NR\_CPUS值，但仍然不希望消耗太多内存的情况。对于我们的开发板来说，自然不需要打开这个配置项。  
early\_irq\_init()函数定义如下：  
static unsigned int kstat\_irqs\_all\[NR\_IRQS\]\[NR\_CPUS\];  
int \_\_init early\_irq\_init(void)  
\{  
    struct irq\_desc \*desc;  
    int count;  
    int i;  
  
    init\_irq\_default\_affinity();  
  
    printk(KERN\_INFO "NR\_IRQS:%d\\n", NR\_IRQS);  
  
    desc = irq\_desc;  
    count = ARRAY\_SIZE(irq\_desc);  
  
    for (i = 0; i < count; i++) \{  
        desc\[i\].irq = i;  
        alloc\_desc\_masks(&desc\[i\], 0, true);  
        init\_desc\_masks(&desc\[i\]);  
        desc\[i\].kstat\_irqs = kstat\_irqs\_all\[i\];  
    \}  
    return arch\_early\_irq\_init();  
\}  
主要工作即为初始化用于管理中断的irq\_desc\[NR\_IRQS\]数组的每个元素，它主要设置数组中每一个成员的中断号，使得数组中每一个元素的kstat\_irqs字段（irq stats per cpu），指向定义的二维数组中的对应的行。alloc\_desc\_masks(&desc\[i\], 0, true)和init\_desc\_masks(&desc\[i\])函数在非SMP平台上为空函数。arch\_early\_irq\_init()在主要用于x86平台和PPC平台，其他平台上为空函数。  
  
现在再来看一下init\_IRQ这个函数  
arch/arm/kernel/irq.c  
155 void \_\_init init\_IRQ(void)  
156 \{  
157         struct irq\_desc \*desc;  
158         int irq;  
159  
160         for (irq = 0; irq < nr\_irqs; irq++) \{  
161                 desc = irq\_to\_desc\_alloc\_node(irq, 0);  
162                 desc->status |= IRQ\_NOREQUEST | IRQ\_NOPROBE;  
163         \}  
164  
165         init\_arch\_irq();  
166 \}  
  
160~~162行 初始化irq\_desc结构数组中每一项的中断状态，宏定义见下：  
include/linux/irq.h  
\#define IRQ\_NOPROBE        0x00020000    /\* IRQ is not valid for probing \*/  
\#define IRQ\_NOREQUEST        0x00040000    /\* IRQ cannot be requested \*/  
其中nr\_irqs请看arch/arm/kernel/irq.c第171行（nr\_irqs = arch\_nr\_irqs ? arch\_nr\_irqs : NR\_IRQS;），而arch\_nr\_irqs体系结构确定，它在start\_arch函数第838行初始化为arch\_nr\_irqs = mdesc->nr\_irqs; 而mdesc->nr\_irqs是移植machine\_desc结构中的nr\_irqs成员，machine\_desc结构在arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c中初始化。如果mdesc->nr\_irqs在这里没有初始化，则使用NR\_IRQS。  
这个函数主要功能是将irq\_desc\[NR\_IRQS\]结构数组各个元素的状态字段设置为IRQ\_NOREQUEST | IRQ\_NOPROBE，也就是未请求和未探测状态。然后调用特定机器平台的中断初始化init\_arch\_irq()函数。而 init\_arch\_irq()实际上是一个函数指针，其定义如下：  
arch/arm/kernel/irq.c  
50 unsigned int arch\_nr\_irqs;  
51 void (\*init\_arch\_irq)(void) \_\_initdata = NULL;  
在前面的博文中我们已经说明了setup\_arch()函数是如何获取machine\_desc，而又如何初始化init\_arch\_irq函数指针变量的。我们知道，对于S3C2410开发板，这个函数就是s3c24xx\_init\_irq,见前面start\_arch函数第839行定义init\_arch\_irq = mdesc->init\_irq;而mdesc->init\_irq就是移植machine\_desc结构中的init\_irq成员，它指向这个函数 s3c24xx\_init\_irq，该函数在arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c中定义，它为所有中断设置了芯片相关的数据结构（irq\_desc\[irq\].chip），设置了处理函数入口（irq\_desc\[irq\].handle\_irq）。以外部中断EINT4- EINT23为例，用来设置它们的代码如下：  
  
535 void \_\_init s3c24xx\_init\_irq(void)  
536 \{  
537         unsigned long pend;  
538         unsigned long last;  
539         int irqno;  
540         int i;  
541  
542 \#ifdef CONFIG\_FIQ  
543         init\_FIQ();  
544 \#endif  
545  
546         irqdbf("s3c2410\_init\_irq: clearing interrupt status flags\\n");  
547  
548         /\* first, clear all interrupts pending... \*/  
549  
550         last = 0;  
551         for (i = 0; i < 4; i++) \{  
552                 pend = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTPEND);  
553  
554                 if (pend == 0 || pend == last)  
555                         break;  
556  
557                 \_\_raw\_writel(pend, S3C24XX\_EINTPEND);  
558                 printk("irq: clearing pending ext status %08x\\n", (int)pend);  
559                 last = pend;  
560         \}  
561  
562         last = 0;  
563         for (i = 0; i < 4; i++) \{  
564                 pend = \_\_raw\_readl(S3C2410\_INTPND);  
565  
566                 if (pend == 0 || pend == last)  
567                         break;  
568  
569                 \_\_raw\_writel(pend, S3C2410\_SRCPND);  
570                 \_\_raw\_writel(pend, S3C2410\_INTPND);  
571                 printk("irq: clearing pending status %08x\\n", (int)pend);  
572                 last = pend;  
573         \}  
574  
575         last = 0;  
576         for (i = 0; i < 4; i++) \{  
577                 pend = \_\_raw\_readl(S3C2410\_SUBSRCPND);  
578  
579                 if (pend == 0 || pend == last)  
580                         break;  
581  
582                 printk("irq: clearing subpending status %08x\\n", (int)pend);  
583                 \_\_raw\_writel(pend, S3C2410\_SUBSRCPND);  
584                 last = pend;  
585         \}  
586  
587         /\* register the main interrupts \*/  
588  
589         irqdbf("s3c2410\_init\_irq: registering s3c2410 interrupt handlers\\n");  
590  
591         for (irqno = IRQ\_EINT4t7; irqno <= IRQ\_ADCPARENT; irqno++) \{  
592                 /\* set all the s3c2410 internal irqs \*/  
593  
594                 switch (irqno) \{  
595                         /\* deal with the special IRQs (cascaded) \*/  
596  
597                 case IRQ\_EINT4t7:  
598                 case IRQ\_EINT8t23:  
599                 case IRQ\_UART0:  
600                 case IRQ\_UART1:  
601                 case IRQ\_UART2:  
602                 case IRQ\_ADCPARENT:  
603                         set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_level\_chip);  
604                         set\_irq\_handler(irqno, handle\_level\_irq);  
605                         break;  
606  
607                 case IRQ\_RESERVED6:  
608                 case IRQ\_RESERVED24:  
609                         /\* no IRQ here \*/  
610                         break;  
611  
612                 default:  
613                         //irqdbf("registering irq %d (s3c irq)\\n", irqno);  
614                         set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_chip);  
615                         set\_irq\_handler(irqno, handle\_edge\_irq);  
616                         set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
617                 \}  
618         \}  
619  
620         /\* setup the cascade irq handlers \*/  
621  
622         set\_irq\_chained\_handler(IRQ\_EINT4t7, s3c\_irq\_demux\_extint4t7);  
623         set\_irq\_chained\_handler(IRQ\_EINT8t23, s3c\_irq\_demux\_extint8);  
624  
625         set\_irq\_chained\_handler(IRQ\_UART0, s3c\_irq\_demux\_uart0);  
626         set\_irq\_chained\_handler(IRQ\_UART1, s3c\_irq\_demux\_uart1);  
627         set\_irq\_chained\_handler(IRQ\_UART2, s3c\_irq\_demux\_uart2);  
628         set\_irq\_chained\_handler(IRQ\_ADCPARENT, s3c\_irq\_demux\_adc);  
629  
630         /\* external interrupts \*/  
631  
632         for (irqno = IRQ\_EINT0; irqno <= IRQ\_EINT3; irqno++) \{  
633                 irqdbf("registering irq %d (ext int)\\n", irqno);  
634                 set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_eint0t4);  
635                 set\_irq\_handler(irqno, handle\_edge\_irq);  
636                 set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
637         \}  
638  
639         for (irqno = IRQ\_EINT4; irqno <= IRQ\_EINT23; irqno++) \{  
640                 irqdbf("registering irq %d (extended s3c irq)\\n", irqno);  
641                 set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irqext\_chip);  
642                 set\_irq\_handler(irqno, handle\_edge\_irq);  
643                 set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
644         \}  
645  
646         /\* register the uart interrupts \*/  
647  
648         irqdbf("s3c2410: registering external interrupts\\n");  
649  
650         for (irqno = IRQ\_S3CUART\_RX0; irqno <= IRQ\_S3CUART\_ERR0; irqno++) \{  
651                 irqdbf("registering irq %d (s3c uart0 irq)\\n", irqno);  
652                 set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_uart0);  
653                 set\_irq\_handler(irqno, handle\_level\_irq);  
654                 set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
655         \}  
656  
657         for (irqno = IRQ\_S3CUART\_RX1; irqno <= IRQ\_S3CUART\_ERR1; irqno++) \{  
658                 irqdbf("registering irq %d (s3c uart1 irq)\\n", irqno);  
659                 set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_uart1);  
660                 set\_irq\_handler(irqno, handle\_level\_irq);  
661                 set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
662         \}  
663  
664         for (irqno = IRQ\_S3CUART\_RX2; irqno <= IRQ\_S3CUART\_ERR2; irqno++) \{  
665                 irqdbf("registering irq %d (s3c uart2 irq)\\n", irqno);  
666                 set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_uart2);  
667                 set\_irq\_handler(irqno, handle\_level\_irq);  
668                 set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
669         \}  
670  
671         for (irqno = IRQ\_TC; irqno <= IRQ\_ADC; irqno++) \{  
672                 irqdbf("registering irq %d (s3c adc irq)\\n", irqno);  
673                 set\_irq\_chip(irqno, &s3c\_irq\_adc);  
674                 set\_irq\_handler(irqno, handle\_edge\_irq);  
675                 set\_irq\_flags(irqno, IRQF\_VALID);  
676         \}  
677  
678         irqdbf("s3c2410: registered interrupt handlers\\n");  
679 \}  
话说这个函数看上去挺长的，但好像没有什么难以理解的地方，它完成对的主要工作如下：  
1、清除外部中断的中断挂起位。读取中断挂起寄存器的内容，并将该内容重新写入中断挂起寄存器（将相应位写入1，可以清除相应的位，更详细的情况可以参考手册）  
2、清除中断的中断挂起位。  
3、清除子中断源的中断挂起位。  
4、进一步的完成irq\_desc\[NR\_IRQS\]结构数组的初始化，主要为设置元素的chip字段和handle\_irq字段（高层中断处理程序）和标志字段。设置的内容，则因中断类型的不同而不同。  
   
s3c24xx\_init\_irq()函数调用的用于设置irq\_desc结构体的许多相关的函数也是挺有意思的。先看在641行set\_irq\_chip()函数，在文件kernel/irq/chip.c中定义：  
int set\_irq\_chip(unsigned int irq, struct irq\_chip \*chip)  
\{  
    struct irq\_desc \*desc = irq\_to\_desc(irq);  
    unsigned long flags;  
  
    if (!desc) \{  
        WARN(1, KERN\_ERR "Trying to install chip for IRQ%d\\n", irq);  
        return -EINVAL;  
    \}  
  
    if (!chip)  
        chip = &no\_irq\_chip;  
  
    raw\_spin\_lock\_irqsave(&desc->lock, flags);  
    irq\_chip\_set\_defaults(chip);  
    desc->chip = chip;  
    raw\_spin\_unlock\_irqrestore(&desc->lock, flags);  
  
    return 0;  
\}  
EXPORT\_SYMBOL(set\_irq\_chip);  
    set\_irq\_chip函数的作用就是“irq\_desc\[irno\].chip = &s3c\_irqext\_chip”,以后就可能通过irq\_desc\[irqno\].chip结构中的函数指针设置这些外部中断的触发方式（电平触发，边沿触发），使能中断，禁止中断。这个函数为一个irq设置irq chip。它接收两个参数，irq为中断号，chip则为指向irq chip描述结构的指针。这个函数会首先调用irq\_to\_desc(irq)来获得相应中断号的中断描述符的指针，然后调用irq\_chip\_set\_defaults(chip)来对做进一步的完善，即对于某些不能为空的成员，则使其指向默认的处理函数。最后设置中断描述符的chip字段为传进来的chip参数，以在中断发生或者管理中断时可以完成对于PIC的操作。  
对于IRQ\_EINT4t7、IRQ\_EINT8t23、IRQ\_UART0、IRQ\_UART1、IRQ\_UART2和IRQ\_ADCPARENT等有多个子中断源的中断，其chip设置为s3c\_irq\_level\_chip，其定义如下：  
arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c  
struct irq\_chip s3c\_irq\_level\_chip = \{  
    .name        = "s3c-level",  
    .ack        = s3c\_irq\_maskack,  
    .mask        = s3c\_irq\_mask,  
    .unmask        = s3c\_irq\_unmask,  
    .set\_wake    = s3c\_irq\_wake  
\};  
对于其他中断线，这其chip被设为s3c\_irq\_chip  
arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c  
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  
\};  
接着看set\_irq\_handler()函数，其定义如下：  
  
include/linux/irq.h  
367 set\_irq\_handler(unsigned int irq, irq\_flow\_handler\_t handle)  
368 \{  
369         \_\_set\_irq\_handler(irq, handle, 0, NULL);  
370 \}  
  
这个函数用于设置给定的IRQ的高层处理程序。它仅仅是对于\_\_set\_irq\_handler()函数的一个封装。\_\_set\_irq\_handler()函数定义如下：  
kernel/irq/chip.c  
void  
\_\_set\_irq\_handler(unsigned int irq, irq\_flow\_handler\_t handle, int is\_chained,  
          const char \*name)  
\{  
    struct irq\_desc \*desc = irq\_to\_desc(irq);  
    unsigned long flags;  
  
    if (!desc) \{  
        printk(KERN\_ERR  
               "Trying to install type control for IRQ%d\\n", irq);  
        return;  
    \}  
  
    if (!handle)  
        handle = handle\_bad\_irq;  
    else if (desc->chip == &no\_irq\_chip) \{  
        printk(KERN\_WARNING "Trying to install %sinterrupt handler "  
               "for IRQ%d\\n", is\_chained ? "chained " : "", irq);  
        /\*  
         \* Some ARM implementations install a handler for really dumb  
         \* interrupt hardware without setting an irq\_chip. This worked  
         \* with the ARM no\_irq\_chip but the check in setup\_irq would  
         \* prevent us to setup the interrupt at all. Switch it to  
         \* dummy\_irq\_chip for easy transition.  
         \*/  
        desc->chip = &dummy\_irq\_chip;  
    \}  
  
    chip\_bus\_lock(irq, desc);  
    raw\_spin\_lock\_irqsave(&desc->lock, flags);  
  
    /\* Uninstall? \*/  
    if (handle == handle\_bad\_irq) \{  
        if (desc->chip != &no\_irq\_chip)  
            mask\_ack\_irq(desc, irq);  
        desc->status |= IRQ\_DISABLED;  
        desc->depth = 1;  
    \}  
    desc->handle\_irq = handle;  
    desc->name = name;  
  
    if (handle != handle\_bad\_irq && is\_chained) \{  
        desc->status &= ~IRQ\_DISABLED;  
        desc->status |= IRQ\_NOREQUEST | IRQ\_NOPROBE;  
        desc->depth = 0;  
        desc->chip->startup(irq);  
    \}  
    raw\_spin\_unlock\_irqrestore(&desc->lock, flags);  
    chip\_bus\_sync\_unlock(irq, desc);  
\}  
EXPORT\_SYMBOL\_GPL(\_\_set\_irq\_handler);  
这个函数就是为特定的中断线设置好一个高层的中断处理例程，这里的处理例程可不是我们调用request\_irq()时注册的中断处理例程。这个函数完成如下工作：  
1、调用irq\_to\_desc(irq)获得相应中断号对应的irq\_desc结构体的指针。  
2、检查传递进来的handle参数，若为空，则设为handle\_bad\_irq；检查中断描述符的chip字段，若未设置，则设为dummy\_irq\_chip。  
3、获取自旋锁，并在局部变量flags中保存标志。  
4、检查handle，若为handle\_bad\_irq，即未安装，则屏蔽该中断，设置中断描述符状态字段的IRQ\_DISABLED位，并设置中断描述符的depth为1。  
5、设置中断描述符的handle\_irq为handle，并设置中断描述符的name字段为传递进来的name参数。  
6、如果传递进来的handle为有效值，同时传递进来的is\_chained非零，则清除中断描述符status字段的IRQ\_DISABLED，并设置IRQ\_NOREQUEST、IRQ\_NOPROBE位。设置中断描述符的depth为0。并对中断号调用desc->chip->startup(irq)。  
7、释放自旋锁并恢复保存的标志flags。  
  
接着看set\_irq\_flags()函数，其定义如下：  
arch/arm/kernel/irq.c  
void set\_irq\_flags(unsigned int irq, unsigned int iflags)  
\{  
    struct irq\_desc \*desc;  
    unsigned long flags;  
  
    if (irq >= nr\_irqs) \{  
        printk(KERN\_ERR "Trying to set irq flags for IRQ%d\\n", irq);  
        return;  
    \}  
  
    desc = irq\_to\_desc(irq);  
    raw\_spin\_lock\_irqsave(&desc->lock, flags);  
    desc->status |= IRQ\_NOREQUEST | IRQ\_NOPROBE | IRQ\_NOAUTOEN;  
    if (iflags & IRQF\_VALID)  
        desc->status &= ~IRQ\_NOREQUEST;  
    if (iflags & IRQF\_PROBE)  
        desc->status &= ~IRQ\_NOPROBE;  
    if (!(iflags & IRQF\_NOAUTOEN))  
        desc->status &= ~IRQ\_NOAUTOEN;  
    raw\_spin\_unlock\_irqrestore(&desc->lock, flags);  
\}  
该函数主要是为特定的中断号对应的中断描述符设置相应的状态标记，而s3c24xx\_init\_irq()函数里我们调用它的主要目的就是清掉IRQ\_NOREQUEST标记，告诉系，该中断已经可以被申请使用了，中断在申请的时候会查看是否有IRQ\_NOREQUEST标记，如有则表面该中断还不能使用。而初始化的时候所有的中断都有这个标记。  
  
最后来看set\_irq\_chained\_handler，其定义如下：  
include/linux/irq.h  
static inline void set\_irq\_chained\_handler(unsigned int irq,  
            irq\_flow\_handler\_t handle)  
\{  
    \_\_set\_irq\_handler(irq, handle, 1, NULL);  
\}  
这个函数同样也是\_\_set\_irq\_handler()函数的封装，所不同的是，这个封装在调用\_\_set\_irq\_handler()函数时第三个参数is\_chained传递的是1，而不是0。在前面我们看到，其差别就是set\_irq\_chained\_handler()在handle参数有效时，会直接清除中断描述符的status字段的IRQ\_DISABLED位，以表示相应的中断线可用。  
  
在s3c24xx\_init\_irq()函数中，我们看到只有为几个中断线设置高层中断处理程序时使用的是set\_irq\_chained\_handler()以使相应的中断线直接可用，这几个中断线分别是 IRQ\_EINT4t7、IRQ\_EINT8t23、IRQ\_UART0、IRQ\_UART1、IRQ\_UART2和IRQ\_ADCPARENT，这与中断控制器有关，这几个中断线的每一个都关联着好几个子中断源。另外，也只有为这几个中断线设置时传递的handle参数为比较独特，而其他的则均为handle\_edge\_irq。  
   如在642行设置这些中断的处理函数入口为handle\_edge\_irq，即“irq\_desc\[irqno\].handle\_irq =handle\_edge\_irq”.发生中断时，handle\_edge\_irq函数会调用用户注册的具体处理函数； 在643行设置中断标志为 “IRQF\_VALID”，表示可以使用它们。init\_IRQ函数执行完后，irq\_desc数组项的chip,handl\_irq成员都被设置  
         
  2.2 用户注册中断处理函数的过程  
    在驱动程序中，要想使设备能够产生中断，则首先需要调用request\_irq()来分配中断线。在通过request\_irq()函数注册中断服务程序的时候，将会把设备中断处理程序添加进系统，以在中断发生的时候调用相应的中断处理程序。用户驱动程序通过request\_irq函数向内核注册中断处理函数，request\_irq函数根据中断号找到irq\_desc数组项，然后在它的 action链表添加一个表项。原先的内核中requset\_irq函数在kernel/irq/manage.c中定义，而现在2.6.36版本中，进行了改变，可以看这篇文章http://eeek.borgchat.net/lists/newbies/msg39146.html ，这里解释了，在2.6.32内核中我们可以看到找不到了request\_irq函数的实现，而是用request\_threaded\_irq()函数给替换了。我们可以在include/linux/interrupt.h中找到这个函数的原型  
128 \#ifdef CONFIG\_GENERIC\_HARDIRQS  
129 extern int \_\_must\_check  
130 request\_threaded\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler,  
131                      irq\_handler\_t thread\_fn,  
132                      unsigned long flags, const char \*name, void \*dev);  
133  
134 static inline int \_\_must\_check  
135 request\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler, unsigned long flags,  
136             const char \*name, void \*dev)  
137 \{  
138         return request\_threaded\_irq(irq, handler, NULL, flags, name, dev);  
139 \}  
140  
141 extern int \_\_must\_check  
142 request\_any\_context\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler,  
143                         unsigned long flags, const char \*name, void \*dev\_id)    ;  
144  
145 extern void exit\_irq\_thread(void);  
146 \#else  
147  
148 extern int \_\_must\_check  
149 request\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler, unsigned long flags,  
150             const char \*name, void \*dev);  
151  
152 /\*  
153  \* Special function to avoid ifdeffery in kernel/irq/devres.c which  
154  \* gets magically built by GENERIC\_HARDIRQS=n architectures (sparc,  
155  \* m68k). I really love these $@%\#!\* obvious Makefile references:  
156  \* ../../../kernel/irq/devres.o  
157  \*/  
158 static inline int \_\_must\_check  
159 request\_threaded\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler,  
160                      irq\_handler\_t thread\_fn,  
161                      unsigned long flags, const char \*name, void \*dev)  
162 \{  
163         return request\_irq(irq, handler, flags, name, dev);  
164 \}  
165  
166 static inline int \_\_must\_check  
167 request\_any\_context\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler,  
168                         unsigned long flags, const char \*name, void \*dev\_id)  
169 \{  
170         return request\_irq(irq, handler, flags, name, dev\_id);  
171 \}  
172  
173 static inline void exit\_irq\_thread(void) \{ \}  
174 \#endif  
其实具体的实现在request\_threaded\_irq函数中，也是在kernel/irq/manage.c中定义，requset\_threaded\_irq函数首先使用这4个参数构造一个irqaction结构，然后调用\_\_setup\_irq函数将它链入链表中，  
1042  /\*      Flags:  
1043  \*  
1044  \*      IRQF\_SHARED             Interrupt is shared  
1045  \*      IRQF\_SAMPLE\_RANDOM      The interrupt can be used for entropy  
1046  \*      IRQF\_TRIGGER\_\*          Specify active edge(s) or level  
1047  \*  
1048  \*/  
1049 int request\_threaded\_irq(unsigned int irq, irq\_handler\_t handler,  
1050                          irq\_handler\_t thread\_fn, unsigned long irqflags,  
1051                          const char \*devname, void \*dev\_id)  
1052 \{  
1053         struct irqaction \*action;  
1054         struct irq\_desc \*desc;  
1055         int retval;  
1056  
1057         /\*  
1058          \* Sanity-check: shared interrupts must pass in a real dev-ID,  
1059          \* otherwise we'll have trouble later trying to figure out  
1060          \* which interrupt is which (messes up the interrupt freeing  
1061          \* logic etc).  
1062          \*/  
1063         if ((irqflags & IRQF\_SHARED) && !dev\_id)  
1064                 return -EINVAL;  
1065  
1066         desc = irq\_to\_desc(irq);  
1067         if (!desc)  
1068                 return -EINVAL;  
1069  
1070         if (desc->status & IRQ\_NOREQUEST)  
1071                 return -EINVAL;  
1072  
1073         if (!handler) \{  
1074                 if (!thread\_fn)  
1075                         return -EINVAL;  
1076                 handler = irq\_default\_primary\_handler;  
1077         \}  
1078  
1079         action = kzalloc(sizeof(struct irqaction), GFP\_KERNEL);  
1080         if (!action)  
1081                 return -ENOMEM;  
1082  
1083         action->handler = handler;  
1084         action->thread\_fn = thread\_fn;  
1085         action->flags = irqflags;  
1086         action->name = devname;  
1087         action->dev\_id = dev\_id;  
1088  
1089         chip\_bus\_lock(irq, desc);  
1090         retval = \_\_setup\_irq(irq, desc, action);  
1091         chip\_bus\_sync\_unlock(irq, desc);  
1092  
1093         if (retval)  
1094                 kfree(action);  
1095  
1096 \#ifdef CONFIG\_DEBUG\_SHIRQ  
1097         if (!retval && (irqflags & IRQF\_SHARED)) \{  
1098                 /\*  
1099                  \* It's a shared IRQ -- the driver ought to be prepared for      it  
1100                  \* to happen immediately, so let's make sure....  
1101                  \* We disable the irq to make sure that a 'real' IRQ doesn'     t  
1102                  \* run in parallel with our fake.  
1103                  \*/  
1104                 unsigned long flags;  
1105  
1106                 disable\_irq(irq);  
1107                 local\_irq\_save(flags);  
1108  
1109                 handler(irq, dev\_id);  
1110  
1111                 local\_irq\_restore(flags);  
1112                 enable\_irq(irq);  
1113         \}  
1114 \#endif  
1115         return retval;  
1116 \}  
1117 EXPORT\_SYMBOL(request\_threaded\_irq);  
内核用这个函数来完成分配中断线的工作，其各个参数说明如下：  
irq，是要注册的硬件中断号；  
handler，是向系统注册的中断处理函数，它是一个回调函数，在相应的中断线发生中断时，系统会调用这个函数；  
irqflags，中断类型标志，IRQF\_\*，是中断处理的属性，若设置了IRQF\_DISABLED （老版本中的SA\_INTERRUPT，本版中已经不支持了），则表示中断处理程序是快速处理程序，快速处理程序被调用时屏蔽所有中断，慢速处理程序不屏蔽；若设置了IRQF\_SHARED（老版本中的SA\_SHIRQ），则表示是多个设备共享同一个中断；若设置了IRQF\_SAMPLE\_RANDOM（老版本中的SA\_SAMPLE\_RANDOM），表示将对系统熵有贡献，对系统获取随机数有好处，还可以用IRQF\_TRIGGER\_\*标志来指定中断的触发方式。（这几个flag是可以通过或的方式同时使用的）。；  
devname，一个声明的设备的ascii 名字，与中断号相关联的名称，在/proc/interrupts文件中可以看到此名称。  
dev\_id，I/O设备的私有数据字段，典型情况下，它标识I/O设备本身（例如，它可能等于其主设备号和此设备号），或者它指向设备驱动程序的数据，这个参数会被传回给handler函数。在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的驱动程序中任何有效的地址值或者NULL  
thread\_fn，由irq handler线程调用的函数，如果为NULL，则不会创建线程。  
  
这个调用分配中断资源，并使能中断线和IRQ处理。这个调用完成之后，则注册的中断处理函数随时可能被调用。由于你的中断处理函数必须清除板子产生的一切中断，则你必须注意初始化你的硬件和设置中断处理函数的正确顺序。  
  
如果你想为你的设备设置线程化的irq处理程序，则你需要同时提供handler 和thread\_fn。handler仍然在硬中断上下文被调用，所以它需要检查中断是否是由它服务的设备产生的。如果是，它返回IRQ\_WAKE\_THREAD，这将会唤醒中断处理程序线程并执行thread\_fn。这种分开的中断处理程序设计是支持共享中断所必需的。Dev\_id必须全局唯一。通常是设备数据结构的地址。如果要使用的共享中断，则必须传递一个非NULL的dev\_id，这是在释放中断的时候需要的。  
  
request\_threaded\_irq()函数返回0表示成功，返回-EINVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL，返回-EBUSY表示中断号已经被占用且不能共享。这个函数完成的操作如下：  
1、检查传递进来的标志参数irqflags，是否同时设置了IRQF\_SHARED和IRQF\_DISABLED，若是则发出警告，以说明IRQF\_DISABLED在共享的中断上是不被保证的。  
2、若irqflags设置了IRQF\_SHARED，则还要检查dev\_id的有效性。  
3、获得对应中断号的中断描述符，并检查其有效性（通过检查中断描述符status字段的IRQ\_NOREQUEST位）。  
4、检查handler及thread\_fn的有效性。  
5、为注册的中断处理程序及传递的irqaction标志创建irqaction结构。  
6、调用\_\_setup\_irq(irq, desc, action)，来将创建的irqaction结构添加进相应的中断描述符的action链表里。  
  
\_\_setup\_irq函数也是在kernel/irq.manage.c中定义，它完成如下3个主要功能  
（1）将新建的irqaction结构链入irq\_desc\[irq\]结构的action链表中，这有两种可能。  
如果action链表为空，则直接链入,否则先判断新建的irqaction结构和链表中的irqaction结构所表示的中断类型是否一致，即是否都声明为"可共享的"（IRQF\_SHARED)、是否都使用相同的触发方式，如果一致，则将新建的irqation结构链入  
(2)设置irq\_desc\[irq\]结构中chip成员的还没设置的指针，让它们指向一些默认函数  
chip成员在init\_IRQ函数初始化中断体系结构的时候已经设置了，这里只是设置其中还没设置的指针这通过irq\_chip\_set\_defaults函数来完成，它在kernel/irq/chip.c中定义  
(3)启动中断  
如果irq\_desc\[irq\]结构中status成员没有被指明IRQ\_NOAUTOEN（表示注册中断时不要使用中断），还要调用chip->startup或chip->enable来启动中断，所谓启动中断通常就是使用中断。一般情况下，只有那些“可以自动使能的”中断对应的irq\_desc\[irq\].status才会被指明为IRQ\_NOAUTOEN，所以，无论哪种情况，执行request\_irq注册中断之后，这个中断就已经被使能了。  
 648 static int  
 649 \_\_setup\_irq(unsigned int irq, struct irq\_desc \*desc, struct irqaction \*new)  
 650 \{  
 651         struct irqaction \*old, \*\*old\_ptr;  
 652         const char \*old\_name = NULL;  
 653         unsigned long flags;  
 654         int nested, shared = 0;  
 655         int ret;  
 656  
 657         if (!desc)  
 658                 return -EINVAL;  
 659  
 660         if (desc->chip == &no\_irq\_chip)  
 661                 return -ENOSYS;  
 662         /\*  
 663          \* Some drivers like serial.c use request\_irq() heavily,  
 664          \* so we have to be careful not to interfere with a  
 665          \* running system.  
 666          \*/  
 667         if (new->flags & IRQF\_SAMPLE\_RANDOM) \{  
 668                 /\*  
 669                  \* This function might sleep, we want to call it first,  
 670                  \* outside of the atomic block.  
 671                  \* Yes, this might clear the entropy pool if the wrong  
 672                  \* driver is attempted to be loaded, without actually  
 673                  \* installing a new handler, but is this really a problem,  
 674                  \* only the sysadmin is able to do this.  
 675                  \*/  
 676                 rand\_initialize\_irq(irq);  
 677         \}  
 678  
 679         /\* Oneshot interrupts are not allowed with shared \*/  
 680         if ((new->flags & IRQF\_ONESHOT) && (new->flags & IRQF\_SHARED))  
 681                 return -EINVAL;  
 682  
 683         /\*  
 684          \* Check whether the interrupt nests into another interrupt  
 685          \* thread.  
 686          \*/  
 687         nested = desc->status & IRQ\_NESTED\_THREAD;  
 688         if (nested) \{  
 689                 if (!new->thread\_fn)  
 690                         return -EINVAL;  
 691                 /\*  
 692                  \* Replace the primary handler which was provided from  
 693                  \* the driver for non nested interrupt handling by the  
 694                  \* dummy function which warns when called.  
 695                  \*/  
 696                 new->handler = irq\_nested\_primary\_handler;  
 697         \}  
 698  
 699         /\*  
 700          \* Create a handler thread when a thread function is supplied  
 701          \* and the interrupt does not nest into another interrupt  
 702          \* thread.  
 703          \*/  
 704         if (new->thread\_fn && !nested) \{  
 705                 struct task\_struct \*t;  
 706  
 707                 t = kthread\_create(irq\_thread, new, "irq/%d-%s", irq,  
 708                                    new->name);  
 709                 if (IS\_ERR(t))  
 710                         return PTR\_ERR(t);  
 711                 /\*  
 712                  \* We keep the reference to the task struct even if  
 713                  \* the thread dies to avoid that the interrupt code  
 714                  \* references an already freed task\_struct.  
 715                  \*/  
 716                 get\_task\_struct(t);  
 717                 new->thread = t;  
 718         \}  
 719  
 720         /\*  
 721          \* The following block of code has to be executed atomically  
 722          \*/  
 723         raw\_spin\_lock\_irqsave(&desc->lock, flags);  
 724         old\_ptr = &desc->action;  
 725         old = \*old\_ptr;  
 726         if (old) \{  
 727                 /\*  
 728                  \* Can't share interrupts unless both agree to and are  
 729                  \* the same type (level, edge, polarity). So both flag  
 730                  \* fields must have IRQF\_SHARED set and the bits which  
 731                  \* set the trigger type must match.  
 732                  \*/  
 733                 if (!((old->flags & new->flags) & IRQF\_SHARED) ||  
 734                     ((old->flags ^ new->flags) & IRQF\_TRIGGER\_MASK)) \{  
 735                         old\_name = old->name;  
 736                         goto mismatch;  
 737                 \}  
 738  
 739 \#if defined(CONFIG\_IRQ\_PER\_CPU)  
 740                 /\* All handlers must agree on per-cpuness \*/  
 741                 if ((old->flags & IRQF\_PERCPU) !=  
 742                     (new->flags & IRQF\_PERCPU))  
 743                         goto mismatch;  
 744 \#endif  
 745  
 746                 /\* add new interrupt at end of irq queue \*/  
 747                 do \{  
 748                         old\_ptr = &old->next;  
 749                         old = \*old\_ptr;  
 750                 \} while (old);  
 751                 shared = 1;  
 752         \}  
 753  
 754         if (!shared) \{  
 755                 irq\_chip\_set\_defaults(desc->chip);  
 756  
 757                 init\_waitqueue\_head(&desc->wait\_for\_threads);  
 758  
 759                 /\* Setup the type (level, edge polarity) if configured: \*/  
 760                 if (new->flags & IRQF\_TRIGGER\_MASK) \{  
 761                         ret = \_\_irq\_set\_trigger(desc, irq,  
 762                                         new->flags & IRQF\_TRIGGER\_MASK);  
 763  
 764                         if (ret)  
 765                                 goto out\_thread;  
 766                 \} else  
 767                         compat\_irq\_chip\_set\_default\_handler(desc);  
 768 \#if defined(CONFIG\_IRQ\_PER\_CPU)  
 769                 if (new->flags & IRQF\_PERCPU)  
 770                         desc->status |= IRQ\_PER\_CPU;  
 771 \#endif  
 772  
 773                 desc->status &= ~(IRQ\_AUTODETECT | IRQ\_WAITING | IRQ\_ONESHO     T |  
 774                                   IRQ\_INPROGRESS | IRQ\_SPURIOUS\_DISABLED);  
 775  
 776                 if (new->flags & IRQF\_ONESHOT)  
 777                         desc->status |= IRQ\_ONESHOT;  
 778  
 779                 if (!(desc->status & IRQ\_NOAUTOEN)) \{  
 780                         desc->depth = 0;  
 781                         desc->status &= ~IRQ\_DISABLED;  
 782                         desc->chip->startup(irq);  
 783                 \} else  
 784                         /\* Undo nested disables: \*/  
 785                         desc->depth = 1;  
 786  
 787                 /\* Exclude IRQ from balancing if requested \*/  
 788                 if (new->flags & IRQF\_NOBALANCING)  
 789                         desc->status |= IRQ\_NO\_BALANCING;  
 790  
 791                 /\* Set default affinity mask once everything is setup \*/  
 792                 setup\_affinity(irq, desc);  
 793  
 794         \} else if ((new->flags & IRQF\_TRIGGER\_MASK)  
 795                         && (new->flags & IRQF\_TRIGGER\_MASK)  
 796                                 != (desc->status & IRQ\_TYPE\_SENSE\_MASK)) \{  
 797                 /\* hope the handler works with the actual trigger mode... \*     /  
 798                 pr\_warning("IRQ %d uses trigger mode %d; requested %d\\n",  
 799                                 irq, (int)(desc->status & IRQ\_TYPE\_SENSE\_MA     SK),  
 800                                 (int)(new->flags & IRQF\_TRIGGER\_MASK));  
 801         \}  
 802  
 803         new->irq = irq;  
 804         \*old\_ptr = new;  
 805  
 806         /\* Reset broken irq detection when installing new handler \*/  
 807         desc->irq\_count = 0;  
 808         desc->irqs\_unhandled = 0;  
 809  
 810         /\*  
 811          \* Check whether we disabled the irq via the spurious handler  
 812          \* before. Reenable it and give it another chance.  
 813          \*/  
 814         if (shared && (desc->status & IRQ\_SPURIOUS\_DISABLED)) \{  
 815                 desc->status &= ~IRQ\_SPURIOUS\_DISABLED;  
 816                 \_\_enable\_irq(desc, irq, false);  
 817         \}  
 818  
 819         raw\_spin\_unlock\_irqrestore(&desc->lock, flags);  
 820  
 821         /\*  
 822          \* Strictly no need to wake it up, but hung\_task complains  
 823          \* when no hard interrupt wakes the thread up.  
 824          \*/  
 825         if (new->thread)  
 826                 wake\_up\_process(new->thread);  
 827  
 828         register\_irq\_proc(irq, desc);  
 829         new->dir = NULL;  
 830         register\_handler\_proc(irq, new);  
 831  
 832         return 0;  
 833  
 834 mismatch:  
 835 \#ifdef CONFIG\_DEBUG\_SHIRQ  
 836         if (!(new->flags & IRQF\_PROBE\_SHARED)) \{  
 837                 printk(KERN\_ERR "IRQ handler type mismatch for IRQ %d\\n", i     rq);  
 838                 if (old\_name)  
 839                         printk(KERN\_ERR "current handler: %s\\n", old\_name);  
 840                 dump\_stack();  
 841         \}  
 842 \#endif  
 843         ret = -EBUSY;  
 844  
 845 out\_thread:  
 846         raw\_spin\_unlock\_irqrestore(&desc->lock, flags);  
 847         if (new->thread) \{  
 848                 struct task\_struct \*t = new->thread;  
 849  
 850                 new->thread = NULL;  
 851                 if (likely(!test\_bit(IRQTF\_DIED, &new->thread\_flags)))  
 852                         kthread\_stop(t);  
 853                 put\_task\_struct(t);  
 854         \}  
 855         return ret;  
 856 \}  
  
327 /\*  
328  \* Fixup enable/disable function pointers  
329  \*/  
330 void irq\_chip\_set\_defaults(struct irq\_chip \*chip)  
331 \{  
332         if (!chip->enable)  
333                 chip->enable = default\_enable; //调用chip->unmask  
334         if (!chip->disable)  
335                 chip->disable = default\_disable; //此函数为空  
336         if (!chip->startup)  
337                 chip->startup = default\_startup; //调用chip->enable  
338         /\*  
339          \* We use chip->disable, when the user provided its own. When  
340          \* we have default\_disable set for chip->disable, then we need  
341          \* to use default\_shutdown, otherwise the irq line is not  
342          \* disabled on free\_irq():  
343          \*/  
344         if (!chip->shutdown)  
345                 chip->shutdown = chip->disable != default\_disable ?  
346                         chip->disable : default\_shutdown;  
347         if (!chip->name)  
348                 chip->name = chip->typename;  
349         if (!chip->end)  
350                 chip->end = dummy\_irq\_chip.end;  
351 \}  
  
总结一下request\_irq函数注册  
(1)irq\_des\[irq\]结构中的action链表中已经链入了用户注册的中断处理函数  
(2)中断的触发方式已经被设好  
(3)中断已经被使能  
  
关于中断注册的例子，可在内核中搜索下request\_irq。  
**3、中断处理－－－asm\_do\_IRQ函数**  
OK，接下来，终于可以来研究中断处理了，也就是，我们辛辛苦苦添加进系统的中断处理例程被调用的整个过程。  
  
不过，在分析源代码之前，还是让我们先了解一些原理性的东西, 我们都知道在处理中断时要保存现场，然后才能处理中断，处理完之后还要把现场状态恢复过来才能返回到被中断的地方继续执行，这里要说明的是在指令跳转到中断向量的地方开始执行之前，由CPU自动帮我们做了哪些事情:  
   R14\_irq = 要执行的下条指令地址 + 4   //这里的下条指令是相对于被中断指令的下条。即返回地址。  
   SPSR\_irq = CPSR    //保存的现场状态，r0到r12要由我们软件来保存(如果需要的话)。  
   CPSR\[4:0\] = 0b10010   //进入中断模式  
   CPSR\[5\] = 0     //在ARM模式下执行(不是Thumb下)  
   CPSR\[7\] = 1      //关掉IRQ中断， FIQ还是开着  
   PC = 0Xffff0018  //根据异常向量表的位置，跳转到特定的中断向量处去执行。  
  
然后，我们还是要回到异常向量表去看一下。每当中断控制器发出产生一个中断请求，则CPU总是跑到异常向量表的中断向量处取指令来执行。将中断向量中的宏解开，则就像下面这个样子：  
/\*  
 \* Interrupt dispatcher  
 \*/  
    .macro vector\_stub, name, mode, correction=0  
    .align 5  
vector\_irq:  
   sub   lr, lr, \#4  //修正返回地址，也就是中断处理完之后要执行的指令的地址  
    @ Save r0, lr\_<exception> (parent PC) and spsr\_<exception>  
    @ (parent CPSR)  
   stmia sp, \{r0, lr\}    @ save r0, lr  
// 保存返回地址，因为很快要使用r0寄存器，所以也要保存r0。  
   mrs   lr, spsr  
   str   lr, \[sp, \#8\]    @ save spsr  
// 向上增长的栈。此时的这个栈是中断模式下的栈，ARM下中断模式下和系统模式下的栈是不同的。虽然ARM提供了七个模式，但Linux只使用了两个，一个是用户模式，另一个为系统模式,所以这个栈只是一个临时性的栈。  
    @ Prepare for SVC32 mode.  IRQs remain disabled.  
   mrs   r0, cpsr  
   eor   r0, r0, \#(IRQ\_MODE ^ SVC\_MODE | PSR\_ISETSTATE)  
   msr   spsr\_cxsf, r0  //把spsr设置为管理模式  
    @  
    @ the branch table must immediately follow this code  
    @  
   and   lr, lr, \#0x0f // 这条指令之后lr中位spsr的低4位  
   mov   r0, sp   // 将栈指针保存在r0中，传递为后面的中断处理过程  
   ldr   lr, \[pc, lr, lsl \#2\]  
    // 而PC寄存器是保存当前正在取值的地址,也就是当前正在执行的指令之后的第二条指令的地址，而不是紧接着当前指令的第一条指令的地址以spsr的低4位为索引，以PC值为基地址来获得相应的中断处理程序的地址  
   movs  pc, lr        @ branch to handler in SVC mode  
  
// movs 的目的对象如果是pc的话，则还会把spsr赋值给cpsr,上面我们看到spsr被设成管理模式，因此这条语句过后的代码也就跑在了管理模式下。可以看到该汇编代码主要是把被中断的代码在执行过程中的状态(cpsr), 返回地址(lr)等保存在中断模式下的栈里，然后进 入到管理模式下去执行中断，同时令r0 = sp,这样可以在管理模式下找到该地址，进而获取spsr等信息。该汇编代码最终根据被中断的代码所处的模式跳转到相应的处理程序中去。注意管理模式下的栈和中断模式下的栈不是同一个。同时由于在 上面的代码中栈指针(sp)没有进行移位，因此即使后面的代码没对这个栈进行出栈操作，也不会因为不断的产生中断而导致栈溢出。  
  
   .long \_\_irq\_usr       @  0  (USR\_26 / USR\_32)  
   .long \_\_irq\_invalid         @  1  (FIQ\_26 / FIQ\_32)  
   .long \_\_irq\_invalid         @  2  (IRQ\_26 / IRQ\_32)  
   .long \_\_irq\_svc       @  3  (SVC\_26 / SVC\_32)  
   .long \_\_irq\_invalid         @  4  
   .long \_\_irq\_invalid         @  5  
   .long \_\_irq\_invalid         @  6  
   .long \_\_irq\_invalid         @  7  
   .long \_\_irq\_invalid         @  8  
   .long \_\_irq\_invalid         @  9  
   .long \_\_irq\_invalid         @  a  
   .long \_\_irq\_invalid         @  b  
   .long \_\_irq\_invalid         @  c  
   .long \_\_irq\_invalid         @  d  
   .long \_\_irq\_invalid         @  e  
   .long \_\_irq\_invalid         @  f  
  
前面有提到过，这是一段很巧妙的位置无关的代码，它将中断产生时，CPSR的模式位的值作为相对于PC值的索引来调用相应的中断处理程序。如果在进入终中断时是用户模式，则调用\_\_irq\_usr例程，如果为系统模式，则调用\_\_irq\_svc，如果是其他模式，则说明出错了，则调用\_\_irq\_invalid。接下来我们分别瞧一下这些个中断处理程序。  
  
**用户模式下的中断处理**  
  
先来回顾一下中断发生时系统的处理过程。当中断发生时，系统跳转到vector\_irq处执行，它获得返回地址，在sp指针(中断模式下的栈，临时性的)所指的地方保存r0、lr和spsr，之后进入SVC模式，并根据中断产生时CPU的模式，以模式的低4位值为索引，来取相应的处理程序的地址，从而进入中断的处理过程。r0中保存中断时中断模式的SP的值。还是在这里补充一点ARM的CPU模式的东西好。ARM处理器的最低5位用来指示处理当前所在的模式。各模式对应的模式值如下（在arch/arm/include/asm/ptrace.h中）：  
\#define USR\_MODE   0x00000010  
\#define FIQ\_MODE   0x00000011  
\#define IRQ\_MODE   0x00000012  
\#define SVC\_MODE   0x00000013  
\#define ABT\_MODE   0x00000017  
\#define UND\_MODE   0x0000001b  
\#define SYSTEM\_MODE   0x0000001f  
  
中断发生时，CPU处于用户模式下，则当然会调用\_\_irq\_usr例程，  
\_\_irq\_usr见前面的异常处理分析部分  
  
**内核模式下的中断处理**  
分析了用户模式中断处理过程，我们再来看一下内核模式下的中断处理，也就是调用\_\_irq\_svc例程，\_\_irq\_svc例程在文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中定义，首先我们来看这个例程的定义：  
 216         .align  5  
 217 \_\_irq\_svc:  
 218         svc\_entry  
 219  
 220 \#ifdef CONFIG\_TRACE\_IRQFLAGS  
 221         bl      trace\_hardirqs\_off  
 222 \#endif  
 223 \#ifdef CONFIG\_PREEMPT  
 224         get\_thread\_info tsk  
 225         ldr     r8, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]          @ get preempt count  
 226         add     r7, r8, \#1                      @ increment it  
 227         str     r7, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]  
 228 \#endif  
 229  
 230         irq\_handler  
 231 \#ifdef CONFIG\_PREEMPT  
 232         str     r8, \[tsk, \#TI\_PREEMPT\]          @ restore preempt count  
 233         ldr     r0, \[tsk, \#TI\_FLAGS\]            @ get flags  
 234         teq     r8, \#0                          @ if preempt count != 0  
 235         movne   r0, \#0                          @ force flags to 0  
 236         tst     r0, \#\_TIF\_NEED\_RESCHED  
 237         blne    svc\_preempt  
 238 \#endif  
 239         ldr     r4, \[sp, \#S\_PSR\]                @ irqs are already disabled  
 240 \#ifdef CONFIG\_TRACE\_IRQFLAGS  
 241         tst     r4, \#PSR\_I\_BIT  
 242         bleq    trace\_hardirqs\_on  
 243 \#endif  
 244         svc\_exit r4                             @ return from exception  
 245  UNWIND(.fnend          )  
 246 ENDPROC(\_\_irq\_svc)  
首先来看上面的svc\_entry，这是一个宏，也在arch/arm/kernel/entry-armv.S中定义：  
  
   .macro svc\_entry, stack\_hole=0  
 UNWIND(.fnstart      )  
 UNWIND(.save \{r0 - pc\}     )  
// 在栈中分配一个栈帧的空间用来存储各个寄存器的值。  
// S\_FRAME\_SIZE在arch/arm/kernel/asm-offsets.c中定义，值为：  
//  DEFINE(S\_FRAME\_SIZE,    sizeof(struct pt\_regs));实际上  
// 等于72。最后之所以又加了个4，是因为下面保存寄存器是从r1开始的  
// 满递减的栈  
   sub   sp, sp, \#(S\_FRAME\_SIZE + \\stack\_hole - 4)  
// 检查栈指针的对齐，内核要求此时的栈指针是8字节对齐的  
\#ifdef CONFIG\_THUMB2\_KERNEL  
 SPFIX(  str   r0, \[sp\] )  @ temporarily saved  
 SPFIX(  mov   r0, sp   )  
 SPFIX(  tst   r0, \#4   )  @ test original stack alignment  
 SPFIX(  ldr   r0, \[sp\] )  @ restored  
\#else  
 SPFIX(  tst   sp, \#4   )  
\#endif  
 SPFIX(  subeq sp, sp, \#4  )  
// sp指向struct pt\_regs结构底部，简单的多寄存器存储指令  
   stmia sp, \{r1 - r12\} //保存r1到r12的值  
// 在前面我们看到r0中存储的是进入中断时的临时栈的栈指针，在这个地址  
// 处存储有r0，lr和spsr，将这三个值分别加载进r1-r3寄存器中  
   ldmia r0, \{r1 - r3\}  
// S\_SP为sp寄存器在pt\_regs中的偏移,在文  
// 件arch/arm/kernel/asm-offsets.c中定义，值为：  
// DEFINE(S\_SP,          offsetof(struct pt\_regs, ARM\_sp));  
// struct pt\_regs \{  
// long uregs\[18\];  
// \};  
  
// 则寄存器r5中存放的是pt\_regs结构中存储SP的位置  
   add   r5, sp, \#S\_SP - 4  @ here for interlock avoidance  
   mov   r4, \#-1         @  ""  ""      ""       ""  
   // r0为中断发生以前的堆栈指针，将成为pt\_regs中的sp的值  
   add   r0, sp, \#(S\_FRAME\_SIZE + \\stack\_hole - 4)  
 SPFIX(  addeq r0, r0, \#4  )  
  
    // 保存实际的r0，并使得sp指向栈帧的开始地址。  
   str   r1, \[sp, \#-4\]!     @ save the "real" r0 copied  
                @ from the exception stack  
   mov   r1, lr  
  
   @  
   @ We are now ready to fill in the remaining blanks on the stack:  
   @  
   @  r0 - sp\_svc  
   @  r1 - lr\_svc  
   @  r2 - lr\_<exception>, already fixed up for correct return/restart  
   @  r3 - spsr\_<exception>  
   @  r4 - orig\_r0 (see pt\_regs definition in ptrace.h)  
   @  
   stmia r5, \{r0 - r4\}  
   // 这一段代码保存所有的寄存器  
   asm\_trace\_hardirqs\_off  
   .endm  
这个宏主要就是保存各个寄存器值到栈上相应的位置，这个宏执 行完后的栈如下所示：  
   
接着来看get\_thread\_info，它也是个宏,用来获取当前线程的地址。如果配置了内核抢占，则会执行宏展开的代码。线程的定义在include/linux/sched.h中：  
union thread\_union \{  
    struct thread\_info thread\_info; // 线程属性  
    unsigned long stack\[THREAD\_SIZE/sizeof(long)\]; // 栈  
\};  
  
由它定义的线程是8K字节边界对齐的，并且在这8K的最低地址处存放的就是thread\_info对象，即该栈拥有者线程的对象，而get\_thread\_info就是通过把sp低13位清0(8K边 界)来获取当前thread\_info对象的地址。get\_thread\_info宏在arch/arm/kernel/entry-header.S中定义：  
   .macro get\_thread\_info, rd  
   mov   \\rd, sp, lsr \#13  
   mov   \\rd, \\rd, lsl \#13  
   .endm  
  
调用该宏后寄存器tsk里存放的就是当前线程对象的地址了， tsk是哪个寄存器呢，在arch/arm/kernel/entry-header.S文件中我们看到：  
tsk .req    r9      @ current thread\_info  
tsk只是r9的别名而已， 因此这时r9里保存的就是当前线程的地址。上面的那一段代码主要完成的工作即是获得线程对象基地址，进而增加线程对象的抢占计数  
  
接着看irq\_handler，它在文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中定义：  
   .macro irq\_handler  
   get\_irqnr\_preamble r5, lr  
1: get\_irqnr\_and\_base r0, r6, r5, lr // 平台相关，获取中断号  
   movne r1, sp  
   @  
   @ routine called with r0 = irq number, r1 = struct pt\_regs \*  
   @  
  
// 中断处理完成后返回的地方：获得中断号的地方，根据中断控制器中相  
// 应寄存器的内容作为退出条件。退出时下面的两行代码就会被略过去。  
   adrne lr, BSYM(1b)  
// 通过上面的宏get\_irqnr\_and\_base为调用asm\_do\_IRQ准备了参数中断号  
// struct pt\_regs \*参数也早已获得，于是乎调用asm\_do\_IRQ来处理中断  
   bne   asm\_do\_IRQ  
  
\#ifdef CONFIG\_SMP  
   /\*  
    \* XXX  
    \*  
    \* this macro assumes that irqstat (r6) and base (r5) are  
    \* preserved from get\_irqnr\_and\_base above  
    \*/  
  
   test\_for\_ipi r0, r6, r5, lr  
   movne r0, sp  
   adrne lr, BSYM(1b)  
   bne   do\_IPI  
  
\#ifdef CONFIG\_LOCAL\_TIMERS  
   test\_for\_ltirq r0, r6, r5, lr  
   movne r0, sp  
   adrne lr, BSYM(1b)  
   bne   do\_local\_timer  
\#endif  
  
\#endif  
   .endm  
  
对于我们的平台来说get\_irqnr\_preamble是空的宏。irq\_handler首先通过宏 get\_irqnr\_and\_base获得中断号，存入r0。然后把上面建立的pt\_regs结构的指针，也就是sp值赋给r1，把调用宏 get\_irqnr\_and\_base的位置作为返回地址（为了循环地处理挂起的所有中断）。最后调用 asm\_do\_IRQ进一步处理中断。以上这些操作都建立在获得中断号的前提下，也就是有中断发生，某个外部设备触发中断的时候，kernel最终会调用到asm\_do\_IRQ()函数。  
  
get\_irqnr\_and\_base是平台相关的，这个宏查询ISPR(IRQ挂起中断服务寄存器，当有需要处理的中断时，这个寄存器的相应位会置位，任意时刻，最多一个位会置位)，计算出的中断号放在irqnr指定的寄存器中。该宏结束后，r0 = 中断号。这个宏在不同的ARM芯片上是不一样的，它需要读写中断控制器中的寄存器。对于s3c2440，代码在arch/arm/mach-s3c2410/include/entry-macro.S里，用上面的调用参数将宏展开，如下：  
1:  
      mov   r5, \#S3C24XX\_VA\_IRQ  
      @@ try the interrupt offset register, since it is there  
  
      ldr   r6, \[ r5, \#INTPND \]  
      teq   r6, \#0  
      beq   1002f  
      ldr   r0, \[ r5, \#INTOFFSET \]  
      mov   lr, \#1  
      tst   r6, lr, lsl r0  
      bne   1001f  
  
      @@ the number specified is not a valid irq, so try  
      @@ and work it out for ourselves  
  
      mov   r0, \#0   @@ start here  
      @@ work out which irq (if any) we got  
      movs  lr, r6, lsl\#16  
      addeq r0, r0, \#16  
      moveq r6, r6, lsr\#16  
      tst   r6, \#0xff  
      addeq r0, r0, \#8  
      moveq r6, r6, lsr\#8  
      tst   r6, \#0xf  
      addeq r0, r0, \#4  
      moveq r6, r6, lsr\#4  
      tst   r6, \#0x3  
      addeq r0, r0, \#2  
      moveq r6, r6, lsr\#2  
      tst   r6, \#0x1  
      addeq r0, r0, \#1  
  
      @@ we have the value  
1001:  
      adds  r0, r0, \#IRQ\_EINT0  
1002:  
      @@ exit here, Z flag unset if IRQ  
  
我们把\_\_irq\_svc的汇编部分分析完后再来分析asm\_do\_IRQ()等c函数。宏irq\_handler执行完毕，如果配置了抢占，则还会恢复线程对象的抢占计数，获得线程对象的标记字段值，以检查是否需要重新调度。  
  
\_\_irq\_svc例程调用svc\_exit宏来退出中断处理过程。前面的一条语句，我们看到，中断发生时的CPSR被保存在了r4寄存器中了，这个宏在arch/arm/kernel/entry-armv.S中定义：  
   .macro svc\_exit, rpsr  
   msr   spsr\_cxsf, \\rpsr  
\#if defined(CONFIG\_CPU\_32v6K)  
   clrex              @ clear the exclusive monitor  
   ldmia sp, \{r0 - pc\}^        @ load r0 - pc, cpsr  
\#elif defined (CONFIG\_CPU\_V6)  
   ldr   r0, \[sp\]  
   strex r1, r2, \[sp\]       @ clear the exclusive monitor  
   ldmib sp, \{r1 - pc\}^        @ load r1 - pc, cpsr  
\#else  
   ldmia sp, \{r0 - pc\}^        @ load r0 - pc, cpsr  
\#endif  
   .endm  
  
这个宏恢复中断时运行环境，也就是各个寄存器中的值，从而推出中断的处理过程。  
  
OK，中断的流程大体就是这样的，下面我们就开始分析c部分的中断处理流程。在上面的汇编语言代码里，我们看到，系统在保存好中断时环境，获得中断号之后，调用了函数asm\_do\_IRQ()，从而进入中断处理的C程序部分。asm\_do\_IRQ()函数定义如下：  
arch/arm/kernel/irq.c：  
108 asmlinkage void \_\_exception asm\_do\_IRQ(unsigned int irq, struct pt\_regs \*reg    s)  
109 \{  
110         struct pt\_regs \*old\_regs = set\_irq\_regs(regs);  
111  
112         irq\_enter(); //进入中断上下文  
113  
114         /\*  
115          \* Some hardware gives randomly wrong interrupts.  Rather  
116          \* than crashing, do something sensible.  
117          \*/  
118         if (unlikely(irq >= nr\_irqs)) \{  
119                 if (printk\_ratelimit())  
120                         printk(KERN\_WARNING "Bad IRQ%u\\n", irq);  
121                 ack\_bad\_irq(irq);  
122         \} else \{  
123                 generic\_handle\_irq(irq); //根据中断号获取中断描述结构体，并调用其中断处理函数。  
124         \}  
125  
126         /\* AT91 specific workaround \*/  
127         irq\_finish(irq);  //退出中断上下文  
128  
129         irq\_exit();  
130         set\_irq\_regs(old\_regs);  
131 \}  
这个函数完成如下操作：  
1、调用set\_irq\_regs(regs)函数更新处理器的当前帧指针，并在局部变量old\_regs中保存老的帧指针  
\---------------------------------------------------------------------  
include/asm-generic/irq\_regs.h  
21 DECLARE\_PER\_CPU(struct pt\_regs \*, \_\_irq\_regs);  
  
 28 static inline struct pt\_regs \*set\_irq\_regs(struct pt\_regs \*new\_regs)  
 29 \{  
 30   struct pt\_regs \*old\_regs, \*\*pp\_regs = &\_\_get\_cpu\_var(\_\_irq\_regs);  
 31  
 32   old\_regs = \*pp\_regs;  
 33   \*pp\_regs = new\_regs;  
 34   return old\_regs;  
 35 \}  
\---------------------------------------------------------------------  
2、调用irq\_enter()进入一个中断处理上下文。  
3、检查中断号的有效性，有些硬件会随机的给一些错误的中断，做一些检查以防止系统崩溃。如果不正确，就调用ack\_bad\_irq(irq)，该函数会增加用来表征发生的错误中断数量的变量irq\_err\_count，这个变量貌似仅供了解系统状况之用。  
4、若传递的中断号有效，则会掉用generic\_handle\_irq(irq)来处理中断。  
5、调用irq\_exit()来推出中断处理上下文。  
6、调用set\_irq\_regs(old\_regs)来恢复处理器的当前帧指针。  
  
  
接下来我们来看看函数generic\_handle\_irq()对于中断的处理，这个函数仅仅是对generic\_handle\_irq\_desc()函数的封装而已：  
include/linux/irq.h  
static inline void generic\_handle\_irq(unsigned int irq)  
\{  
    generic\_handle\_irq\_desc(irq, irq\_to\_desc(irq));  
\}  
如果实现了上层中断处理函数desc->handle\_irq就调用它，实际上在中断处理函数s3c24xx\_init\_irq()中已为每一个中断线分配了一个上层中断处理函数。  
如果desc->handle\_irq为空就调用通用中断处理函数\_\_do\_IRQ(irq);，在干函数中调用了函数handle\_IRQ\_event()，  
在函数handle\_IRQ\_event()中执行了该条中断线上的每一个中断例程。  
include/linux/irq.h  
static inline void generic\_handle\_irq\_desc(unsigned int irq, struct irq\_desc \*desc)  
\{  
\#ifdef CONFIG\_GENERIC\_HARDIRQS\_NO\_\_DO\_IRQ  
    desc->handle\_irq(irq, desc);  
\#else  
    if (likely(desc->handle\_irq))  
        desc->handle\_irq(irq, desc);  
    else  
        \_\_do\_IRQ(irq);  
\#endif  
\}  
这个函数接收两个参数，中断号及对应的中断描述符指针。体系架构相关的中断处理函数调用这个函数来进行通用IRQ层的中断处理。如果中断的irq\_desc结构的handle\_irq成员非空则调用它。否则，会调用\_\_do\_IRQ()来让通用的IRQ层来处理一个中断。中断描述符irq\_desc结构的handle\_irq成员因中断类型的不同而不同，在我们前面分析的芯片级中断初始化函数s3c24xx\_init\_irq()中，我们看到这个字段基本上被设置为了这么几个函数：  
用来处理具有多个子中断源的中断线的情况（SoC中断控制器的特性，而不是中断共享）的一组函数s3c\_irq\_demux\_extint4t7()、s3c\_irq\_demux\_extint8()、s3c\_irq\_demux\_uart0()、s3c\_irq\_demux\_uart1)、s3c\_irq\_demux\_uart2()、s3c\_irq\_demux\_adc()  
其他情况的handle\_edge\_irq()函数  
还有handle\_level\_irq()函数，只是很快就被第一种情况的几个函数取代。  
  
OMG，这个地方似乎好复杂，如此之多的函数。不过，结构还是蛮清晰的。首先我们来看这几个特定于SoC的函数：  
arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c  
static void s3c\_irq\_demux\_adc(unsigned int irq,  
                  struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    unsigned int subsrc, submsk;  
    unsigned int offset = 9;  
  
    /\* read the current pending interrupts, and the mask  
     \* for what it is available \*/  
  
    subsrc = \_\_raw\_readl(S3C2410\_SUBSRCPND);  
    submsk = \_\_raw\_readl(S3C2410\_INTSUBMSK);  
  
    subsrc &= ~submsk;  
    subsrc >>= offset;  
    subsrc &= 3;  
  
    if (subsrc != 0) \{  
        if (subsrc & 1) \{  
            generic\_handle\_irq(IRQ\_TC);  
        \}  
        if (subsrc & 2) \{  
            generic\_handle\_irq(IRQ\_ADC);  
        \}  
    \}  
\}  
static void s3c\_irq\_demux\_uart(unsigned int start)  
\{  
    unsigned int subsrc, submsk;  
    unsigned int offset = start - IRQ\_S3CUART\_RX0;  
  
    /\* read the current pending interrupts, and the mask  
     \* for what it is available \*/  
  
    subsrc = \_\_raw\_readl(S3C2410\_SUBSRCPND);  
    submsk = \_\_raw\_readl(S3C2410\_INTSUBMSK);  
  
    irqdbf2("s3c\_irq\_demux\_uart: start=%d (%d), subsrc=0x%08x,0x%08x\\n",  
        start, offset, subsrc, submsk);  
  
    subsrc &= ~submsk;  
    subsrc >>= offset;  
    subsrc &= 7;  
  
    if (subsrc != 0) \{  
        if (subsrc & 1)  
            generic\_handle\_irq(start);  
  
        if (subsrc & 2)  
            generic\_handle\_irq(start+1);  
  
        if (subsrc & 4)  
            generic\_handle\_irq(start+2);  
    \}  
\}  
  
/\* uart demux entry points \*/  
  
static void  
s3c\_irq\_demux\_uart0(unsigned int irq,  
            struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    irq = irq;  
    s3c\_irq\_demux\_uart(IRQ\_S3CUART\_RX0);  
\}  
  
static void  
s3c\_irq\_demux\_uart1(unsigned int irq,  
            struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    irq = irq;  
    s3c\_irq\_demux\_uart(IRQ\_S3CUART\_RX1);  
\}  
  
static void  
s3c\_irq\_demux\_uart2(unsigned int irq,  
            struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    irq = irq;  
    s3c\_irq\_demux\_uart(IRQ\_S3CUART\_RX2);  
\}  
  
static void  
s3c\_irq\_demux\_extint8(unsigned int irq,  
              struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    unsigned long eintpnd = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTPEND);  
    unsigned long eintmsk = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTMASK);  
  
    eintpnd &= ~eintmsk;  
    eintpnd &= ~0xff;    /\* ignore lower irqs \*/  
  
    /\* we may as well handle all the pending IRQs here \*/  
  
    while (eintpnd) \{  
        irq = \_\_ffs(eintpnd);  
        eintpnd &= ~(1<<irq);  
  
        irq += (IRQ\_EINT4 - 4);  
        generic\_handle\_irq(irq);  
    \}  
  
\}  
  
static void  
s3c\_irq\_demux\_extint4t7(unsigned int irq,  
            struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    unsigned long eintpnd = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTPEND);  
    unsigned long eintmsk = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTMASK);  
  
    eintpnd &= ~eintmsk;  
    eintpnd &= 0xff;    /\* only lower irqs \*/  
  
    /\* we may as well handle all the pending IRQs here \*/  
  
    while (eintpnd) \{  
        irq = \_\_ffs(eintpnd);  
        eintpnd &= ~(1<<irq);  
  
        irq += (IRQ\_EINT4 - 4);  
  
        generic\_handle\_irq(irq);  
    \}  
\}  
话说这几个函数执行的操作都还是非常相似的：  
  
SoC中断控制器中有一个中断挂起寄存器SRCPND，当相应的中断发生时，这个寄存器中相应的位就被置位，寄存器总共有32位。而实际上SoC支持多得多的中断源，于是中断控制器被扩展，中断挂起寄存器SRCPND中有些位可以表征多个中断源的发生，然后另外有子中断源挂起寄存器SUBSRCPND等来告诉系统到底发生的中断是哪一个。上面的这组函数就是找到产生中断的子中断源的中断号，然后用找到的这个中断号做为参数来调用generic\_handle\_irq(irq)。更多详细情况可以参考S3C24XX系列SoC的数据手册中断控制器的相关部分内容。  
  
   
  
在前面的中断系统初始化函数中我们看到,如果中断线没有子中断源的话,则其中断描述符的handle\_irq字段会被设置为handle\_edge\_irq()函数,接下来我们来看handle\_edge\_irq()函数:  
  
\---------------------------------------------------------------------  
  
krnel/irq/chip.c  
void  
handle\_edge\_irq(unsigned int irq, struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    raw\_spin\_lock(&desc->lock);  
  
    desc->status &= ~(IRQ\_REPLAY | IRQ\_WAITING);  
  
    /\*  
     \* If we're currently running this IRQ, or its disabled,  
     \* we shouldn't process the IRQ. Mark it pending, handle  
     \* the necessary masking and go out  
     \*/  
    if (unlikely((desc->status & (IRQ\_INPROGRESS | IRQ\_DISABLED)) ||  
            !desc->action)) \{  
        desc->status |= (IRQ\_PENDING | IRQ\_MASKED);  
        mask\_ack\_irq(desc, irq);  
        goto out\_unlock;  
    \}  
    kstat\_incr\_irqs\_this\_cpu(irq, desc);  
  
    /\* Start handling the irq \*/  
    if (desc->chip->ack)  
        desc->chip->ack(irq);  
  
    /\* Mark the IRQ currently in progress.\*/  
    desc->status |= IRQ\_INPROGRESS;  
  
    do \{  
        struct irqaction \*action = desc->action;  
        irqreturn\_t action\_ret;  
  
        if (unlikely(!action)) \{  
            mask\_irq(desc, irq);  
            goto out\_unlock;  
        \}  
  
        /\*  
         \* When another irq arrived while we were handling  
         \* one, we could have masked the irq.  
         \* Renable it, if it was not disabled in meantime.  
         \*/  
        if (unlikely((desc->status &  
                   (IRQ\_PENDING | IRQ\_MASKED | IRQ\_DISABLED)) ==  
                  (IRQ\_PENDING | IRQ\_MASKED))) \{  
            unmask\_irq(desc, irq);  
        \}  
  
        desc->status &= ~IRQ\_PENDING;  
        raw\_spin\_unlock(&desc->lock);  
        action\_ret = handle\_IRQ\_event(irq, action);  
        if (!noirqdebug)  
            note\_interrupt(irq, desc, action\_ret);  
        raw\_spin\_lock(&desc->lock);  
  
    \} while ((desc->status & (IRQ\_PENDING | IRQ\_DISABLED)) == IRQ\_PENDING);  
  
    desc->status &= ~IRQ\_INPROGRESS;  
out\_unlock:  
    raw\_spin\_unlock(&desc->lock);  
\}  
这个函数接收两个参数,irq为中断号, desc为相应的中断描述符。中断发生在硬件信号的上升沿或下降沿。中断被锁进中断控制器，中断必须被确认，以重新使能。在中断被确认之后，则另一个在相同的中断源上的中断就可能会发生，即使前面的一个正在被相关的中断处理程序处理。如果这种情况发生了，则通过硬件控制器，禁用中断是必要的。这需要在处理中断处理程序执行时产生的中断的中断处理循环中重新使能中断。如果所有挂起的中断都已经被处理，则循环退出。  
  
这个函数完成如下操作：  
  
1、获得中断描述符的自旋锁。  
2、清除中断描述符状态字段status的IRQ\_REPLAY和IRQ\_WAITING标志。  
3、检查desc->status及desc->action，若desc->status设置了IRQ\_INPROGRESS或IRQ\_DISABLED标志，即中断处理中或中断禁用，或者desc->action为空，则设置desc->status的IRQ\_PENDING和IRQ\_MASKED标志，屏蔽并确认中断，释放自旋锁并退出。  
4、增加中断产生计数值。  
5、若desc->chip->ack非空，则调用desc->chip->ack(irq)开始处理中断。  
6、标记IRQ处理当前正在进行中。  
7、通过一个循环来处理中断。主要完成的工作即是调用中断描述符的irqaction链。  
在这里我们可以看一下Linux内核中对于中断嵌套的处理。Linux使用desc->status的IRQ\_INPROGRESS来标记中断处理正在进行中，当第一次进入中断处理时，设置相应的中断描述符状态字段的该标志。则在重新使能中断后，即使前面的中断处理过程还没有结束，依然有可能会产生中断会进入中断处理流程。则在后面的中断处理流程里，进入handle\_edge\_irq()后，检测到前一个中断处理流程没有结束，则仅仅是设置desc->status的IRQ\_PENDING和IRQ\_MASKED标志便迅速退出。而在前一个中断处理流程的handle\_edge\_irq()的一个do\{\}while循环结束后，会检查desc->status的IRQ\_PENDING和IRQ\_MASKED标志，若设置了这两个标志，则会进行另外的一个中断处理do\{\}while循环。  
8、清除desc->status的IRQ\_INPROGRESS标志，释放自旋锁。  
  
我们接着来看handle\_IRQ\_event()函数，这个函数定义为：  
kernel/irq/handle.c  
irqreturn\_t handle\_IRQ\_event(unsigned int irq, struct irqaction \*action)  
\{  
    irqreturn\_t ret, retval = IRQ\_NONE;  
    unsigned int status = 0;  
  
    do \{  
        trace\_irq\_handler\_entry(irq, action);  
        ret = action->handler(irq, action->dev\_id);  
        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;  
        action = action->next;  
    \} while (action);  
  
    if (status & IRQF\_SAMPLE\_RANDOM)  
        add\_interrupt\_randomness(irq);  
    local\_irq\_disable();  
  
    return retval;  
\}  
该函数主要的工作即是逐个地调用特定中断号的action链表的handler函数，也就是我们在驱动程序中用request\_irq注册的中断例程。这里需要注意的是：如果我们注册中断的时候指明可以共享的话，则必须在我们的中断例程里判断当前产生的中断是否就是我们自己的中断,这可以通过传进来的参数来判断(该参数就是我们注册时提供的action->dev\_id)。  
  
接下来来看handle\_level\_irq()函数，其定义为：  
kernel/irq/handle.c  
void  
handle\_level\_irq(unsigned int irq, struct irq\_desc \*desc)  
\{  
    struct irqaction \*action;  
    irqreturn\_t action\_ret;  
  
    raw\_spin\_lock(&desc->lock);  
    mask\_ack\_irq(desc, irq);  
  
    if (unlikely(desc->status & IRQ\_INPROGRESS))  
        goto out\_unlock;  
    desc->status &= ~(IRQ\_REPLAY | IRQ\_WAITING);  
    kstat\_incr\_irqs\_this\_cpu(irq, desc);  
  
    /\*  
     \* If its disabled or no action available  
     \* keep it masked and get out of here  
     \*/  
    action = desc->action;  
    if (unlikely(!action || (desc->status & IRQ\_DISABLED)))  
        goto out\_unlock;  
  
    desc->status |= IRQ\_INPROGRESS;  
    raw\_spin\_unlock(&desc->lock);  
  
    action\_ret = handle\_IRQ\_event(irq, action);  
    if (!noirqdebug)  
        note\_interrupt(irq, desc, action\_ret);  
  
    raw\_spin\_lock(&desc->lock);  
    desc->status &= ~IRQ\_INPROGRESS;  
  
    if (!(desc->status & (IRQ\_DISABLED | IRQ\_ONESHOT)))  
        unmask\_irq(desc, irq);  
out\_unlock:  
    raw\_spin\_unlock(&desc->lock);  
\}  
这个函数的功能基本上和handle\_edge\_irq()相同，只不过这个函数用来处理电平触发的中断，而handle\_edge\_irq()则用来处理边缘触发的中断。  
void set\_irq\_flags(unsigned int irq, unsigned int iflags)  
\{  
    struct irq\_desc \*desc;  
    unsigned long flags;  
  
    if (irq >= nr\_irqs) \{  
        printk(KERN\_ERR "Trying to set irq flags for IRQ%d\\n", irq);  
        return;  
    \}  
  
    desc = irq\_to\_desc(irq);  
    raw\_spin\_lock\_irqsave(&desc->lock, flags);  
    desc->status |= IRQ\_NOREQUEST | IRQ\_NOPROBE | IRQ\_NOAUTOEN;  
    if (iflags & IRQF\_VALID)  
        desc->status &= ~IRQ\_NOREQUEST;  
    if (iflags & IRQF\_PROBE)  
        desc->status &= ~IRQ\_NOPROBE;  
    if (!(iflags & IRQF\_NOAUTOEN))  
        desc->status &= ~IRQ\_NOAUTOEN;  
    raw\_spin\_unlock\_irqrestore(&desc->lock, flags);  
\}  
generic\_handle\_irq函数直接调用desc结构中的handle\_irq成员函数，它就是irq\_desc\[irq\].handle.irq  
  
asm\_do\_IRQ函数中参数irq的取值范围为IRQ\_EINT0~（IRQ\_EINT0 + 31）,只有32个取值。它可能是一个实际的中断号，也可能是一组中断的中断号。这里有S3C2410的芯片特性决定的：发生中断时，INTPND寄存器的某一位被置1，INTOFFSET寄存器中记录了是哪一位（0--31），中断向量调用asm\_do\_IRQ之前要把INTOFFSET寄存器的值确定 irq参数。每一个实际的中断在irq\_desc数组中都有一项与它对应，它们的数目不止32.当asm\_do\_IRQ函数参数irq表示的是“一组”中断时，irq\_desc\[irq\].handle\_irq成员函数还需要先分辨出是哪一个中断，然后调用 irq\_desc\[irqno\].handle\_irq来进一步处理。  
以外部中断EINT8—EINT23为例，它们通常是边沿触发  
(1) 它们被触发里，INTOFFSET寄存器中的值都是5，asm\_do\_IRQ函数中参数irq的值为（IRQ\_EINTO+5）,即IRQ\_EINT8t23，  
(2)irq\_desc\[IRQ\_EINT8t23\].handle\_irq在前面init\_IRQ函数初始化中断体系结构的时候被设为s3c\_irq\_demux\_extint8.  
(3)s3c\_irq\_demux\_extint8函数的代码在arch/arm/plat-s3c24xx/irq.c中，它首先读取 EINTPEND、EINTMASK寄存器，确定发生了哪些中断，重新计算它们的中断号，然后调用irq\_desc数组项中的handle\_irq成员函数  
452 static void  
453 s3c\_irq\_demux\_extint8(unsigned int irq,  
454                       struct irq\_desc \*desc)  
455 \{  
456         unsigned long eintpnd = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTPEND);//EINT8-EINT23 发生时，相应位被置1  
457         unsigned long eintmsk = \_\_raw\_readl(S3C24XX\_EINTMASK);//屏蔽寄存器  
458  
459         eintpnd &= ~eintmsk; //清除被屏蔽的位  
460         eintpnd &= ~0xff;       /\* 清除低8位（EINT8对应位8）ignore lower irqs \*/  
461  
462         /\* we may as well handle all the pending IRQs here \*/  
463         /\* 循环处理所有子中断\*/  
464         while (eintpnd) \{  
465                 irq = \_\_ffs(eintpnd);  //确定eintpnd中为1的最高位  
466                 eintpnd &= ~(1<<irq); //将此位清0  
467  
468                 irq += (IRQ\_EINT4 - 4); //重新计算中断号，前面计算出irq等于8时，中断号为IRQ\_EINT8  
469                 generic\_handle\_irq(irq);//调用这中断的真正的处理函数  
470         \}  
471  
472 \}  
(4)IRQ\_EINT8--IRQ\_EINT23这几个中断的处理函数入口，在init\_IRQ函数初始化中断体系结构的时候已经被设置为 handle\_edge\_irq函数，desc\_handle\_irq(irq,irq\_desc+irq)就是调用这个函数，它在kernel/irq /chip.c中定义，它用来处理边沿触发的中断，中断发生的次数统计  
578 void  
579 handle\_edge\_irq(unsigned int irq, struct irq\_desc \*desc)  
580 \{  
581         raw\_spin\_lock(&desc->lock);  
582  
583         desc->status &= ~(IRQ\_REPLAY | IRQ\_WAITING);  
584  
585         /\*  
586          \* If we're currently running this IRQ, or its disabled,  
587          \* we shouldn't process the IRQ. Mark it pending, handle  
588          \* the necessary masking and go out  
589          \*/  
590         if (unlikely((desc->status & (IRQ\_INPROGRESS | IRQ\_DISABLED)) ||  
591                     !desc->action)) \{  
592                 desc->status |= (IRQ\_PENDING | IRQ\_MASKED);  
593                 mask\_ack\_irq(desc, irq);  
594                 goto out\_unlock;  
595         \}  
596         kstat\_incr\_irqs\_this\_cpu(irq, desc);  
597  
598         /\* Start handling the irq \*/  
599         if (desc->chip->ack)  
600                 desc->chip->ack(irq);  
601  
602         /\* Mark the IRQ currently in progress.\*/  
603         desc->status |= IRQ\_INPROGRESS;  
604  
605         do \{  
606                 struct irqaction \*action = desc->action;  
607                 irqreturn\_t action\_ret;  
608  
609                 if (unlikely(!action)) \{  
610                         mask\_irq(desc, irq);  
611                         goto out\_unlock;  
612                 \}  
613  
614                 /\*  
615                  \* When another irq arrived while we were handling  
616                  \* one, we could have masked the irq.  
617                  \* Renable it, if it was not disabled in meantime.  
618                  \*/  
619                 if (unlikely((desc->status &  
620                                (IRQ\_PENDING | IRQ\_MASKED | IRQ\_DISABLED)) ==  
621                               (IRQ\_PENDING | IRQ\_MASKED))) \{  
622                         unmask\_irq(desc, irq);  
623                 \}  
624  
625                 desc->status &= ~IRQ\_PENDING;  
626                 raw\_spin\_unlock(&desc->lock);  
627                 action\_ret = handle\_IRQ\_event(irq, action);  
628                 if (!noirqdebug)  
629                         note\_interrupt(irq, desc, action\_ret);  
630                 raw\_spin\_lock(&desc->lock);  
631  
632         \} while ((desc->status & (IRQ\_PENDING | IRQ\_DISABLED)) == IRQ\_PENDIN    G);  
633  
634         desc->status &= ~IRQ\_INPROGRESS;  
635 out\_unlock:  
636         raw\_spin\_unlock(&desc->lock);  
637 \}  
响应中断，通常是清除当前中断使得可以接收下一个中断，对于IRQ\_EINT8~IRQ\_EINT23这几个中断，desc->chip在前面init\_IRQ函数初始化中断体系结构的时候被设为s3c\_irqext\_chip.desc->chip->ack就是 s3c\_irqext\_ack函数，（arch/armplat-s3c24xx/irq.c）它用来清除中断handle\_IRQ\_event函数来逐个执行action链表中用户注册的中断处理函数，它在kernel/irq/handle.c中定义。  
368 irqreturn\_t handle\_IRQ\_event(unsigned int irq, struct irqaction \*action)  
369 \{  
370         irqreturn\_t ret, retval = IRQ\_NONE;  
371         unsigned int status = 0;  
372  
373         do \{  
374                 trace\_irq\_handler\_entry(irq, action);  
375                 ret = action->handler(irq, action->dev\_id);//执行用户注册的中断处理函数  
376                 trace\_irq\_handler\_exit(irq, action, ret);  
377  
378                 switch (ret) \{  
379                 case IRQ\_WAKE\_THREAD:  
380                         /\*  
381                          \* Set result to handled so the spurious check  
382                          \* does not trigger.  
383                          \*/  
384                         ret = IRQ\_HANDLED;  
385  
386                         /\*  
387                          \* Catch drivers which return WAKE\_THREAD but  
388                          \* did not set up a thread function  
389                          \*/  
390                         if (unlikely(!action->thread\_fn)) \{  
391                                 warn\_no\_thread(irq, action);  
392                                 break;  
393                         \}  
394  
395                         /\*  
396                          \* Wake up the handler thread for this  
397                          \* action. In case the thread crashed and was  
398                          \* killed we just pretend that we handled the  
399                          \* interrupt. The hardirq handler above has  
400                          \* disabled the device interrupt, so no irq  
401                          \* storm is lurking.  
402                          \*/  
403                         if (likely(!test\_bit(IRQTF\_DIED,  
404                                              &action->thread\_flags))) \{  
405                                 set\_bit(IRQTF\_RUNTHREAD, &action->thread\_fla    gs);  
406                                 wake\_up\_process(action->thread);  
407                         \}  
408  
409                         /\* Fall through to add to randomness \*/  
410                 case IRQ\_HANDLED:  
411                         status |= action->flags;  
412                         break;  
413  
414                 default:  
415                         break;  
416                 \}  
417  
418                 retval |= ret;  
419                 action = action->next;  
420         \} while (action);  
421  
422         if (status & IRQF\_SAMPLE\_RANDOM)  
423                 add\_interrupt\_randomness(irq);  
424         local\_irq\_disable();  
425  
426         return retval;  
427 \}  
用户注册的中断处理函数的参数为中断号irq,action->dev\_id。后一个参数是通过request\_irq函数注册中断时传入的dev\_id参数，它由用户自己指定、自己使用，可以为空，当这个中断是“共享中断”时除外。  
对于电平触发的中断，它们的irq\_desc\[irq\].handle\_irq通常是handle\_level\_irq函数。它也是在kernel/irq/chip.c中定义，其功能与上述handle\_edge\_irq函数相似，  
对于handle\_level\_irq函数已经清除了中断，但是它只限于清除SoC内部的的信号，如果外设输入到SoC的中断信号仍然有效，这就会导致当前中断处理完成后，会误认为再次发生了中断，对于这种情况，需要用户注册的中断处理函数中清除中断，先清除外设的中断，然后再清除SoC内部的中断号。  
  
中断的处理流程可以总结如下  
(1)中断向量调用总入口函数asm\_do\_IRQ，传入根据中断号irq  
(2)asm\_do\_IRQ函数根据中断号irq调用irq\_desc\[irq\].handle\_irq，它是这个中断的处理函数入口，对于电平触发的中断，这个入口函数通常为handle\_level\_irq,对于边沿触发的中断，这个入口通常为handle\_edge\_irq  
(3)入口函数首先清除中断，入口函数是handle\_level\_irq时还要屏蔽中断  
(4)逐个调用用户在irq\_desc\[irq\].aciton链表中注册的中断处理函数  
(5) 入口函数是handle\_level\_irq时还要重新开启中断  
  卸载中断处理函数这通过free\_irq函数来实现，它与request\_irq一样，也是在kernel/irq/mangage.c中定义。  
  
它需要用到两个参数：irq和dev\_id,它们与通过request\_irq注册中断函数时使用的参数一样，使用中断号irq定位action链表，再使用dev\_id在action链表中找到要卸载的表项。同一个中断的不同中断处理函数必须使用不同的dev\_id来区分，在注册共享中断时参数 dev\_id必惟一。  
  
free\_irq函数的处理过程与request\_irq函数相反  
(1)根据中断号irq，dev\_id从action链表中找到表项，将它移除  
(2)如果它是惟一的表项，还要调用IRQ\_DESC\[IRQ\].CHIP->SHUTDOWN 或IRQ\_DESC\[IRQ\].CHIP->DISABLW来关闭中断。  
在响应一个特定的中断的时候，内核会执行一个函数，该函数叫做中断处理程序（interrupt handler）或中断服务例程（interrupt service routine ,ISP）.产生中断的每个设备都有一个相应的中断处理程序，中断处理程序通常不和特定的设备关联，而是和特定的中断关联的，也就是说，如果一个设备可以产生多种不同的中断，那么该就可以对应多个中断处理程序，相应的，该设备的驱动程序也就要准备多个这样的函数。在Linux内核中处理中断是分为上半部（top half），和下半部（bottom half）之分的。上半部只做有严格时限的工作，例如对接收到的中断进行应答或复位硬件，这些工作是在所有的中断被禁止的情况下完成的，能够被允许稍后完成的工作会推迟到下半部去。要想了解上半部和下半部的机制可以阅读一下《Linux内核设计与实现》  
  
**四、对数据异常的处理的do\_DataAbort函数**  
以svc模式数据异常的处理为例，说明异常处理  
1120         vector\_stub     dabt, ABT\_MODE, 8  
1121  
1122         .long   \_\_dabt\_usr                      @  0  (USR\_26 / USR\_32)  
1123         .long   \_\_dabt\_invalid                  @  1  (FIQ\_26 / FIQ\_32)  
1124         .long   \_\_dabt\_invalid                  @  2  (IRQ\_26 / IRQ\_32)  
1125         .long   \_\_dabt\_svc                      @  3  (SVC\_26 / SVC\_32)  
 数据异常发生时，跳转到\_\_dabt\_svc接口处理，如下：  
\_\_dabt\_svc:  
        svc\_entry  
  
        @  
        @ get ready to re-enable interrupts if appropriate  
        @  
        mrs     r9, cpsr  
        tst     r3, \#PSR\_I\_BIT  
        biceq   r9, r9, \#PSR\_I\_BIT  
  
        @  
        @ Call the processor-specific abort handler:  
        @  
        @  r2 - aborted context pc  
        @  r3 - aborted context cpsr  
        @  
        @ The abort handler must return the aborted address in r0, and  
        @ the fault status register in r1.  r9 must be preserved.  
        @  
\#ifdef MULTI\_DABORT  
        ldr     r4, .LCprocfns  
        mov     lr, pc  
        ldr     pc, \[r4, \#PROCESSOR\_DABT\_FUNC\]  
\#else  
        bl      CPU\_DABORT\_HANDLER  
\#endif  
  
        @  
        @ set desired IRQ state, then call main handler  
        @  
        msr     cpsr\_c, r9  
        mov     r2, sp  
        bl      do\_DataAbort  
  
        @  
        @ IRQs off again before pulling preserved data off the stack  
        @  
        disable\_irq\_notrace  
  
        @  
        @ restore SPSR and restart the instruction  
        @  
        ldr     r2, \[sp, \#S\_PSR\]  
        svc\_exit r2                             @ return from exception  
 UNWIND(.fnend          )  
ENDPROC(\_\_dabt\_svc)  
  
        .align  5  
do\_DataAbort：为数据异常处理函数，如下：  
arch/arm/mm/fault.c  
asmlinkage void \_\_exception  
do\_DataAbort(unsigned long addr, unsigned int fsr, struct pt\_regs \*regs)  
\{  
        const struct fsr\_info \*inf = fsr\_info + fsr\_fs(fsr);  
        struct siginfo info;  
  
        if (!inf->fn(addr, fsr & ~FSR\_LNX\_PF, regs))  
                return;  
  
        printk(KERN\_ALERT "Unhandled fault: %s (0x%03x) at 0x%08lx\\n",  
                inf->name, fsr, addr);  
  
        info.si\_signo = inf->sig;  
        info.si\_errno = 0;  
        info.si\_code  = inf->code;  
        info.si\_addr  = (void \_\_user \*)addr;  
        arm\_notify\_die("", regs, &info, fsr, 0);  
\}  
该接口打印相关的信息后，调用arm\_notify\_die接口，根据用户空间还是内核空间的异常，进行不同的处理操作，如下：  
arch/arm/kernel/traps.c  
void arm\_notify\_die(const char \*str, struct pt\_regs \*regs,  
                struct siginfo \*info, unsigned long err, unsigned long trap)  
\{  
        if (user\_mode(regs)) \{  
                current->thread.error\_code = err;  
                current->thread.trap\_no = trap;  
  
                force\_sig\_info(info->si\_signo, info, current);  
        \} else \{  
                die(str, regs, err);  
        \}  
\}  
对用户空间的数据异常，调用force\_sig\_info发送信号；  
对内核空间的数据异常，调用die打印相应的异常信息，然后panic内核，如下：  
arch/arm/kernel/traps.c  
void die(const char \*str, struct pt\_regs \*regs, int err)  
\{  
        struct thread\_info \*thread = current\_thread\_info();  
        int ret;  
  
        oops\_enter();  
  
        spin\_lock\_irq(&die\_lock);  
        console\_verbose();  
        bust\_spinlocks(1);  
        ret = \_\_die(str, err, thread, regs); //打印异常发生时的堆栈等信息  
  
        if (regs && kexec\_should\_crash(thread->task))  
                crash\_kexec(regs);  
  
        bust\_spinlocks(0);  
        add\_taint(TAINT\_DIE);  
        spin\_unlock\_irq(&die\_lock);  
        oops\_exit();  
  
        if (in\_interrupt())  
                panic("Fatal exception in interrupt");  
        if (panic\_on\_oops)  
                panic("Fatal exception");  
        if (ret != NOTIFY\_STOP)  
                do\_exit(SIGSEGV);  
\}

[movement.gif]: /images/20220326/93497b50a3924c43a27aa66ef8a97d73.png
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