linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解（1）-基础电子

精品文档-下载后可编辑linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解（1）-基础电子作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院讲师，ARMATC授权培训讲师。

看了一些网络上关于linux中断实现的文章，感觉有一些写的非常好，在这里首先感谢他们的无私付出，然后也想再补充自己对一些问题的理解。先从函数注册引出问题吧。

一、中断注册方法

在linux内核中用于申请中断的函数是request_IRq（），函数原型在Kernel/irq/manage.c中定义：

intrequest_irq(unsignedintirq,irq_handler_thandler,

unsignedlongirqflags,constchar*devname,void*dev_id)

irq是要申请的硬件中断号。

handler是向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，dev_id参数将被传递给它。

irqflags是中断处理的属性，若设置了IRQF_DISABLED（老版本中的SA_INTERRUPT，本版zhon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），则表示多个设备共享中断，若设置了IRQF_SAMPLE_RANDOM（老版本中的SA_SAMPLE_RANDOM），表示对系统熵有贡献，对系统获取随机数有好处。（这几个flag是可以通过或的方式同时使用的）

dev_id在中断共享时会用到，一般设置为这个设备的设备结构体或者NULL。

devname设置中断名称，在cat/proc/interrupts中可以看到此名称。

request_irq()返回0表示成功，返回-INVAL表示中断号无效或处理函数指针为NULL，返回-EBUSY表示中断已经被占用且不能共享。

关于中断注册的例子，大家可在内核中搜索下request_irq。

在编写驱动的过程中，比较容易产生疑惑的地方是：

1、中断向量表在什么位置？是如何建立的？

2、从中断开始，系统是怎样执行到我自己注册的函数的？

3、中断号是如何确定的？对于硬件上有子中断的中断号如何确定？

4、中断共享是怎么回事，dev_id的作用是？

本文以2.6.26内核和S3C2410处理器为例，为大家讲解这几个问题。

二、异常向量表的建立

在ARMV4及V4T以后的大部分处理器中，中断向量表的位置可以有两个位置：一个是0，另一个是0xffff0000。可以通过CP15协处理器c1寄存器中V位(bit[13])控制。V和中断向量表的对应关系如下：

V=0～0x00000000~0x0000001C

V=1～0xffff0000~0xffff001C

arch/arm/mm/proc-arm920.S中

.section".text.init",#alloc,#execinstr

__arm920_setup:

……orrr0,r0,#0x2100@..1....1..11...1

//bit13=1中断向量表基址为0xFFFF0000。R0的值将被付给CP15的C1.

在linux中，向量表建立的函数为：

init/main.c-start_kernel()-trap_init()

void__inittrap_init(void)

{

unsignedlongvectors=CONFIG_VECTORS_BASE;

……

memcpy((void*)vectors,__vectors_start,__vectors_end-__vectors_start);

memcpy((void*)vectors+0x200,__stubs_start,__stubs_end-__stubs_start);

}

在2.6.26内核中CONFIG_VECTORS_BASE初是在各个平台的配置文件中设定的，如：

arch/arm/configs/s3c2410_defconfig中

CONFIG_VECTORS_BASE=0xffff0000

__vectors_end至__vectors_start之间为异常向量表。

位于arch/arm/kernel/entry-armv.S

.globl__vectors_start

__vectors_start:

swiSYS_ERROR0:

bvector_und+stubs_offset//复位异常:

ldrpc,.LCvswi+stubs_offset//未定义指令异常:

bvector_pa^+stubs_offset//软件中断异常:

bvector_da^+stubs_offset//数据异常:

bvector_addrexcptn+stubs_offset//保留:

bvector_irq+stubs_offset//普通中断异常:

bvector_fiq+stubs_offset//快速中断异常:

.globl__vectors_end:

__vectors_end:

__stubs_end至__stubs_start之间是异常处理的位置。也位于文件arch/arm/kernel/entry-armv.S中。vector_und、vector_pa^、vector_irq、vector_fiq都在它们中间。

stubs_offset值如下：

.equstubs_offset,__vectors_start+0x200-__stubs_start

stubs_offset是如何确定的呢？（引用网络上的一段比较详细的解释）

当汇编器看到B指令后会把要跳转的标签转化为相对于当前PC的偏移量（±32M）写入指令码。从上面的代码可以看到中断向量表和stubs都发生了代码搬移，所以如果中断向量表中仍然写成bvector_irq，那么实际执行的时候就无法跳转到搬移后的vector_irq处，因为指令码里写的是原来的偏移量，所以需要把指令码中的偏移量写成搬移后的。我们把搬移前的中断向量表中的irq入口地址记irq_PC,它在中断向量表的偏移量就是irq_PC-vectors_start,vector_irq在stubs中的偏移量是vector_irq-stubs_start，这两个偏移量在搬移前后是不变的。搬移后vectors_start在0xffff0000处，而stubs_start在0xffff0200处，所以搬移后的vector_irq相对于中断向量中的中断入口地址的偏移量就是，200+vector_irq在stubs中的偏移量再减去中断入口在向量表中的偏移量，即200+vector_irq-stubs_start-irq_PC+vectors_start=(vector_irq-irq_PC)+vec