Linux中斷（interrupt）子系統(tǒng)之一：驅(qū)動(dòng)程序接口層和中斷通用邏輯層

在本系列文章的第一篇：Linux中斷（interrupt）子系統(tǒng)之一：中斷系統(tǒng)基本原理，我把通用中斷子系統(tǒng)分為了4個(gè)層次，其中的驅(qū)動(dòng)程序接口層和中斷通用邏輯層的界限實(shí)際上不是很明確，因?yàn)橹袛嗤ㄓ眠壿媽拥暮芏嘟涌?，既可以被?qū)動(dòng)程序使用，也可以被硬件封裝層使用，所以我把這兩部分的內(nèi)容放在一起進(jìn)行討論。

本章我將會(huì)討論這兩層對(duì)外提供的標(biāo)準(zhǔn)接口和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制，幾乎所有的接口都是圍繞著irq_desc和irq_chip這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行的，對(duì)這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體不熟悉的讀者可以現(xiàn)讀一下前面幾篇文章。

1. ?irq的打開和關(guān)閉

中斷子系統(tǒng)為我們提供了一系列用于irq的打開和關(guān)閉的函數(shù)接口，其中最基本的一對(duì)是：

disable_irq(unsigned int irq);

enable_irq(unsigned int irq);

這兩個(gè)API應(yīng)該配對(duì)使用，disable_irq可以被多次嵌套調(diào)用，要想重新打開irq，enable_irq必須也要被調(diào)用同樣的次數(shù)，為此，irq_desc結(jié)構(gòu)中的depth字段專門用于這兩個(gè)API嵌套深度的管理。當(dāng)某個(gè)irq首次被驅(qū)動(dòng)程序申請(qǐng)時(shí)，默認(rèn)情況下，設(shè)置depth的初始值是0，對(duì)應(yīng)的irq處于打開狀態(tài)。我們看看disable_irq的調(diào)用過程：

圖1.1 ?disable_irq的調(diào)用過程

函數(shù)的開始使用異步方式的內(nèi)部函數(shù)__disable_irq_nosync()，所謂異步方式就是不理會(huì)當(dāng)前該irq是否正在被處理（有handler在運(yùn)行或者有中斷線程尚未結(jié)束）。有些中斷控制器可能掛在某個(gè)慢速的總線上，所以在進(jìn)一步處理前，先通過irq_get_desc_buslock獲得總線鎖（最終會(huì)調(diào)用chip->irq_bus_lock），然后進(jìn)入內(nèi)部函數(shù)__disable_irq：

[cpp]?view plain?copy

void?__disable_irq(struct?irq_desc?*desc,?unsigned?int?irq,?bool?suspend)??

{??

if?(suspend)?{??

if?(!desc->action?||?(desc->action->flags?&?IRQF_NO_SUSPEND))??

return;??

desc->istate?|=?IRQS_SUSPENDED;??

}??

if?(!desc->depth++)??

irq_disable(desc);??

}??

前面幾句是對(duì)suspend的處理，最后兩句，只有之前的depth為0，才會(huì)通過irq_disable函數(shù)，調(diào)用中斷控制器的回調(diào)chip->irq_mask，否則只是簡(jiǎn)單地把depth的值加1。irq_disable函數(shù)還會(huì)通過irq_state_set_disabled和irq_state_set_masked，設(shè)置irq_data.flag的IRQD_IRQ_DISABLED和IRQD_IRQ_MASK標(biāo)志。

disable_irq的最后，調(diào)用了synchronize_irq，該函數(shù)通過IRQ_INPROGRESS標(biāo)志，確保action鏈表中所有的handler都已經(jīng)處理完畢，然后還要通過wait_event等待該irq所有的中斷線程退出。正因?yàn)檫@樣，在中斷上下文中，不應(yīng)該使用該API來關(guān)閉irq，同時(shí)要確保調(diào)用該API的函數(shù)不能擁有該irq處理函數(shù)或線程的資源，否則就會(huì)發(fā)生死鎖！！如果一定要在這兩種情況下關(guān)閉irq，中斷子系統(tǒng)為我們提供了另外一個(gè)API，它不會(huì)做出任何等待動(dòng)作：

disable_irq_nosync()；

中斷子系統(tǒng)打開irq的的API是：

enable_irq()；

打開irq無需提供同步的版本，因?yàn)閕rq打開前，沒有handler和線程在運(yùn)行，我們關(guān)注一下他對(duì)depth的處理，他在內(nèi)部函數(shù)__enable_irq中處理：

[cpp]?view plain?copy

void?__enable_irq(struct?irq_desc?*desc,?unsigned?int?irq,?bool?resume)??

{??

if?(resume)?{??

......??

}??

switch?(desc->depth)?{??

case?0:??

err_out:??

WARN(1,?KERN_WARNING?"Unbalanced?enable?for?IRQ?%d\n",?irq);??

break;??

case?1:?{??

......??

irq_enable(desc);??

......??

}??

default:??

desc->depth--;??

}??

}??

當(dāng)depth的值為1時(shí)，才真正地調(diào)用irq_enable()，它最終通過chip->unmask或chip->enable回調(diào)開啟中斷控制器中相應(yīng)的中斷線，如果depth不是1，只是簡(jiǎn)單地減去1。如果已經(jīng)是0，驅(qū)動(dòng)還要調(diào)用enable_irq，說明驅(qū)動(dòng)程序處理不當(dāng)，造成enable與disable不平衡，內(nèi)核會(huì)打印一句警告信息：Unbalanced enable for IRQ xxx。
?

2. ?中斷子系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)訪問接口

我們知道，中斷子系統(tǒng)內(nèi)部定義了幾個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如：irq_desc，irq_chip，irq_data等等，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各個(gè)字段控制或影響著中斷子系統(tǒng)和各個(gè)irq的行為和實(shí)現(xiàn)方式。通常，驅(qū)動(dòng)程序不應(yīng)該直接訪問這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，直接訪問會(huì)破會(huì)中斷子系統(tǒng)的封裝性，為此，中斷子系統(tǒng)為我們提供了一系列的訪問接口函數(shù)，用于訪問這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

存取irq_data結(jié)構(gòu)相關(guān)字段的API：

irq_set_chip(irq, *chip) /?irq_get_chip(irq)? 通過irq編號(hào)，設(shè)置、獲取irq_cip結(jié)構(gòu)指針；

irq_set_handler_data(irq, *data) /?irq_get_handler_data(irq)? 通過irq編號(hào)，設(shè)置、獲取irq_desc.irq_data.handler_data字段，該字段是每個(gè)irq的私有數(shù)據(jù)，通常用于硬件封裝層，例如中斷控制器級(jí)聯(lián)時(shí)，父irq用該字段保存子irq的起始編號(hào)。

irq_set_chip_data(irq, *data) /?irq_get_chip_data(irq)? 通過irq編號(hào)，設(shè)置、獲取irq_desc.irq_data.chip_data字段，該字段是每個(gè)中斷控制器的私有數(shù)據(jù)，通常用于硬件封裝層。

irq_set_irq_type(irq, type)? 用于設(shè)置中斷的電氣類型，可選的類型有：

IRQ_TYPE_EDGE_RISING

IRQ_TYPE_EDGE_FALLING

IRQ_TYPE_EDGE_BOTH

IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH

IRQ_TYPE_LEVEL_LOW

irq_get_irq_data(irq)? 通過irq編號(hào)，獲取irq_data結(jié)構(gòu)指針；

irq_data_get_irq_chip(irq_data *d)? 通過irq_data指針，獲取irq_chip字段；

irq_data_get_irq_chip_data(irq_data *d)??通過irq_data指針，獲取chip_data字段；

irq_data_get_irq_handler_data(irq_data *d)??通過irq_data指針，獲取handler_data字段；

設(shè)置中斷流控處理回調(diào)API：

irq_set_handler(irq, handle)? 設(shè)置中斷流控回調(diào)字段：irq_desc.handle_irq，參數(shù)handle的類型是irq_flow_handler_t。

irq_set_chip_and_handler(irq, *chip, handle)? 同時(shí)設(shè)置中斷流控回調(diào)字段和irq_chip指針：irq_desc.handle_irq和irq_desc.irq_data.chip。

irq_set_chip_and_handler_name(irq, *chip, handle, *name)??同時(shí)設(shè)置中斷流控回調(diào)字段和irq_chip指針以及irq名字：irq_desc.handle_irq、irq_desc.irq_data.chip、irq_desc.name。

irq_set_chained_handler(irq, *chip, handle)??設(shè)置中斷流控回調(diào)字段：irq_desc.handle_irq，同時(shí)設(shè)置標(biāo)志：IRQ_NOREQUEST、IRQ_NOPROBE、IRQ_NOTHREAD，該api通常用于中斷控制器的級(jí)聯(lián)，父控制器通過該api設(shè)置流控回調(diào)后，同時(shí)設(shè)置上述三個(gè)標(biāo)志位，使得父控制器的中斷線不允許被驅(qū)動(dòng)程序申請(qǐng)。

3. ?在驅(qū)動(dòng)程序中申請(qǐng)中斷

系統(tǒng)啟動(dòng)階段，中斷子系統(tǒng)完成了必要的初始化工作，為驅(qū)動(dòng)程序申請(qǐng)中斷服務(wù)做好了準(zhǔn)備，通常，我們用一下API申請(qǐng)中斷服務(wù)：

[cpp]?view plain?copy

request_threaded_irq(unsigned?int?irq,?irq_handler_t?handler,??

irq_handler_t?thread_fn,??

unsigned?long?flags,?const?char?*name,?void?*dev);??

irq? 需要申請(qǐng)的irq編號(hào)，對(duì)于ARM體系，irq編號(hào)通常在平臺(tái)級(jí)的代碼中事先定義好，有時(shí)候也可以動(dòng)態(tài)申請(qǐng)。

handler? 中斷服務(wù)回調(diào)函數(shù)，該回調(diào)運(yùn)行在中斷上下文中，并且cpu的本地中斷處于關(guān)閉狀態(tài)，所以該回調(diào)函數(shù)應(yīng)該只是執(zhí)行需要快速響應(yīng)的操作，執(zhí)行時(shí)間應(yīng)該盡可能短小，耗時(shí)的工作最好留給下面的thread_fn回調(diào)處理。

thread_fn? 如果該參數(shù)不為NULL，內(nèi)核會(huì)為該irq創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核線程，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，如果handler回調(diào)返回值是IRQ_WAKE_THREAD，內(nèi)核將會(huì)激活中斷線程，在中斷線程中，該回調(diào)函數(shù)將被調(diào)用，所以，該回調(diào)函數(shù)運(yùn)行在進(jìn)程上下文中，允許進(jìn)行阻塞操作。

flags? 控制中斷行為的位標(biāo)志，IRQF_XXXX，例如：IRQF_TRIGGER_RISING，IRQF_TRIGGER_LOW，IRQF_SHARED等，在include/linux/interrupt.h中定義。

name? 申請(qǐng)本中斷服務(wù)的設(shè)備名稱，同時(shí)也作為中斷線程的名稱，該名稱可以在/proc/interrupts文件中顯示。

dev? 當(dāng)多個(gè)設(shè)備的中斷線共享同一個(gè)irq時(shí)，它會(huì)作為handler的參數(shù)，用于區(qū)分不同的設(shè)備。

下面我們分析一下request_threaded_irq的工作流程。函數(shù)先是根據(jù)irq編號(hào)取出對(duì)應(yīng)的irq_desc實(shí)例的指針，然后分配了一個(gè)irqaction結(jié)構(gòu)，用參數(shù)handler，thread_fn，irqflags，devname，dev_id初始化irqaction結(jié)構(gòu)的各字段，同時(shí)做了一些必要的條件判斷：該irq是否禁止申請(qǐng)？handler和thread_fn不允許同時(shí)為NULL，最后把大部分工作委托給__setup_irq函數(shù)：

[cpp]?view plain?copy

desc?=?irq_to_desc(irq);??

if?(!desc)??

return?-EINVAL;??

if?(!irq_settings_can_request(desc)?||??

WARN_ON(irq_settings_is_per_cpu_devid(desc)))??

return?-EINVAL;??

if?(!handler)?{??

if?(!thread_fn)??

return?-EINVAL;??

handler?=?irq_default_primary_handler;??

}??

action?=?kzalloc(sizeof(struct?irqaction),?GFP_KERNEL);??

if?(!action)??

return?-ENOMEM;??

action->handler?=?handler;??

action->thread_fn?=?thread_fn;??

action->flags?=?irqflags;??

action->name?=?devname;??

action->dev_id?=?dev_id;??

chip_bus_lock(desc);??

retval?=?__setup_irq(irq,?desc,?action);??

chip_bus_sync_unlock(desc);??

進(jìn)入__setup_irq函數(shù)，如果參數(shù)flag中設(shè)置了IRQF_SAMPLE_RANDOM標(biāo)志，它會(huì)調(diào)用rand_initialize_irq，以便對(duì)隨機(jī)數(shù)的生成產(chǎn)生影響。如果申請(qǐng)的不是一個(gè)線程嵌套中斷（關(guān)于線程嵌套中斷，請(qǐng)參閱Linux中斷（interrupt）子系統(tǒng)之三：中斷流控處理層中的handle_nested_irq一節(jié)），而且提供了thread_fn參數(shù)，它將創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)核線程：

[cpp]?view plain?copy

if?(new->thread_fn?&&?!nested)?{??

struct?task_struct?*t;??

t?=?kthread_create(irq_thread,?new,?"irq/%d-%s",?irq,??

new->name);??

if?(IS_ERR(t))?{??

ret?=?PTR_ERR(t);??

goto?out_mput;??

}??

/*?

*?We?keep?the?reference?to?the?task?struct?even?if?

*?the?thread?dies?to?avoid?that?the?interrupt?code?

*?references?an?already?freed?task_struct.?

*/??

get_task_struct(t);??

new->thread?=?t;??

}??

如果irq_desc結(jié)構(gòu)中斷action鏈表不為空，說明這個(gè)irq已經(jīng)被其它設(shè)備申請(qǐng)過，也就是說，這是一個(gè)共享中斷，所以接下來會(huì)判斷這個(gè)新申請(qǐng)的中斷與已經(jīng)申請(qǐng)的舊中斷的以下幾個(gè)標(biāo)志是否一致：

一定要設(shè)置了IRQF_SHARED標(biāo)志

電氣觸發(fā)方式要完全一樣（IRQF_TRIGGER_XXXX）

IRQF_PERCPU要一致

IRQF_ONESHOT要一致

檢查這些條件都是因?yàn)槎鄠€(gè)設(shè)備試圖共享一根中斷線，試想一下，如果一個(gè)設(shè)備要求上升沿中斷，一個(gè)設(shè)備要求電平中斷，當(dāng)中斷到達(dá)時(shí)，內(nèi)核將不知如何選擇合適的流控操作。完成檢查后，函數(shù)找出action鏈表中最后一個(gè)irqaction實(shí)例的指針。

[cpp]?view plain?copy

/*?add?new?interrupt?at?end?of?irq?queue?*/??

do?{??

thread_mask?|=?old->thread_mask;??

old_ptr?=?&old->next;??

old?=?*old_ptr;??

}?while?(old);??

shared?=?1;??

如果這不是一個(gè)共享中斷，或者是共享中斷的第一次申請(qǐng)，函數(shù)將初始化irq_desc結(jié)構(gòu)中斷線程等待結(jié)構(gòu)：wait_for_threads，disable_irq函數(shù)會(huì)使用該字段等待所有irq線程的結(jié)束。接下來設(shè)置中斷控制器的電氣觸發(fā)類型，然后處理一些必要的IRQF_XXXX標(biāo)志位。如果沒有設(shè)置IRQF_NOAUTOEN標(biāo)志，則調(diào)用irq_startup()打開該irq，在irq_startup()函數(shù)中irq_desc中的enable_irq/disable_irq嵌套深度字段depth設(shè)置為0，代表該irq已經(jīng)打開，如果在沒有任何disable_irq被調(diào)用的情況下，enable_irq將會(huì)打印一個(gè)警告信息。

[cpp]?view plain?copy

if?(irq_settings_can_autoenable(desc))??

irq_startup(desc);??

else??

/*?Undo?nested?disables:?*/??

desc->depth?=?1;??

接著，設(shè)置cpu和irq的親緣關(guān)系：

[cpp]?view plain?copy

/*?Set?default?affinity?mask?once?everything?is?setup?*/??

setup_affinity(irq,?desc,?mask);??

然后，把新的irqaction實(shí)例鏈接到action鏈表的最后：

[cpp]?view plain?copy

new->irq?=?irq;??

*old_ptr?=?new;??

最后，喚醒中斷線程，注冊(cè)相關(guān)的/proc文件節(jié)點(diǎn)：

[cpp]?view plain?copy

if?(new->thread)??

wake_up_process(new->thread);??

register_irq_proc(irq,?desc);??

new->dir?=?NULL;??

register_handler_proc(irq,?new);??

至此，irq的申請(qǐng)宣告完畢，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，處理的路徑將會(huì)沿著：irq_desc.handle_irq，irqaction.handler，irqaction.thread_fn（irqaction.handler的返回值是IRQ_WAKE_THREAD）這個(gè)過程進(jìn)行處理。下圖表明了某個(gè)irq被申請(qǐng)后，各個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：

圖3.1 ?irq各個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系

4. ?動(dòng)態(tài)擴(kuò)展irq編號(hào)

在ARM體系的移動(dòng)設(shè)備中，irq的編號(hào)通常在平臺(tái)級(jí)或板級(jí)代碼中事先根據(jù)硬件的連接定義好，最大的irq數(shù)目也用NR_IRQS常量指定。幾種情況下，我們希望能夠動(dòng)態(tài)地增加系統(tǒng)中irq的數(shù)量：

配置了CONFIG_SPARSE_IRQ內(nèi)核配置項(xiàng)，使用基數(shù)樹動(dòng)態(tài)管理irq_desc結(jié)構(gòu)。

針對(duì)多功能復(fù)合設(shè)備，內(nèi)部具備多個(gè)中斷源，但中斷觸發(fā)引腳只有一個(gè)，為了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序的跨平臺(tái)，不希望這些中斷源的irq被硬編碼在板級(jí)代碼中。

中斷子系統(tǒng)為我們提供了以下幾個(gè)api，用于動(dòng)態(tài)申請(qǐng)/擴(kuò)展irq編號(hào)：

irq_alloc_desc(node)? 申請(qǐng)一個(gè)irq，node是對(duì)應(yīng)內(nèi)存節(jié)點(diǎn)的編號(hào)；

irq_alloc_desc_at(at, node)? 在指定位置申請(qǐng)一個(gè)irq，如果指定位置已經(jīng)被占用，則申請(qǐng)失?。?/p>

irq_alloc_desc_from(from, node)? 從指定位置開始搜索，申請(qǐng)一個(gè)irq；

irq_alloc_descs(irq, from, cnt, node)? 申請(qǐng)多個(gè)連續(xù)的irq編號(hào)，從from位置開始搜索；

irq_free_descs(irq, cnt)? 釋放irq資源；

以上這些申請(qǐng)函數(shù)（宏），會(huì)為我們申請(qǐng)相應(yīng)的irq_desc結(jié)構(gòu)并初始化為默認(rèn)狀態(tài)，要想這些irq能夠正常工作，我們還要使用第二節(jié)提到的api，對(duì)必要的字段進(jìn)行設(shè)置，例如：

irq_set_chip_and_handler_name

irq_set_handler_data

irq_set_chip_data

對(duì)于沒有配置CONFIG_SPARSE_IRQ內(nèi)核配置項(xiàng)的內(nèi)核，irq_desc是一個(gè)數(shù)組，根本不可能做到動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，但是很多驅(qū)動(dòng)又確實(shí)使用到了上述api，尤其是mfd驅(qū)動(dòng)，這些驅(qū)動(dòng)并沒有我們一定要配置CONFIG_SPARSE_IRQ選項(xiàng)，要想不對(duì)這些驅(qū)動(dòng)做出修改，你只能妥協(xié)一下，在你的板級(jí)代碼中把NR_IRQS定義得大一些，留出足夠的保留數(shù)量

5. ?多功能復(fù)合設(shè)備的中斷處理

在移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)中，存在著大量的多功能復(fù)合設(shè)備，最常見的是一個(gè)芯片中，內(nèi)部集成了多個(gè)功能部件，或者是一個(gè)模塊單元內(nèi)部集成了功能部件，這些內(nèi)部功能部件可以各自產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，但是芯片或者硬件模塊對(duì)外只有一個(gè)中斷請(qǐng)求引腳，我們可以使用多種方式處理這些設(shè)備的中斷請(qǐng)求，以下我們逐一討論這些方法。

5.1 ?單一中斷模式?

對(duì)于這種復(fù)合設(shè)備，通常設(shè)備中會(huì)提供某種方式，以便讓CPU獲取真正的中斷來源， 方式可以是一個(gè)內(nèi)部寄存器，gpio的狀態(tài)等等。單一中斷模式是指驅(qū)動(dòng)程序只申請(qǐng)一個(gè)irq，然后在中斷處理程序中通過讀取設(shè)備的內(nèi)部寄存器，獲取中斷源，然后根據(jù)不同的中斷源做出不同的處理，以下是一個(gè)簡(jiǎn)化后的代碼：

[cpp]?view plain?copy

static?int?xxx_probe(device?*dev)??

{??

......??

irq?=?get_irq_from_dev(dev);??

ret?=?request_threaded_irq(irq,?NULL,?xxx_irq_thread,??

IRQF_TRIGGER_RISING,??

"xxx_dev",?NULL);??

......??

return?0;??

}??

static?irqreturn_t?xxx_irq_thread(int?irq,?void?*data)??

{??

......??

irq_src?=?read_device_irq();??

switch?(irq_src)?{??

case?IRQ_SUB_DEV0:??

ret?=?handle_sub_dev0_irq();??

break;??

case?IRQ_SUB_DEV1:??

ret?=?handle_sub_dev1_irq();??

break;??

......??

default:??

ret?=?IRQ_NONE;??

break;??

}??

......??

return?ret;??

}??

5.2 ?共享中斷模式

共享中斷模式充分利用了通用中斷子系統(tǒng)的特性，經(jīng)過前面的討論，我們知道，irq對(duì)應(yīng)的irq_desc結(jié)構(gòu)中的action字段，本質(zhì)上是一個(gè)鏈表，這給我們實(shí)現(xiàn)中斷共享提供了必要的基礎(chǔ)，只要我們以相同的irq編號(hào)多次申請(qǐng)中斷服務(wù)，那么，action鏈表上就會(huì)有多個(gè)irqaction實(shí)例，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，中斷子系統(tǒng)會(huì)遍歷action鏈表，逐個(gè)執(zhí)行irqaction實(shí)例中的handler回調(diào)，根據(jù)handler回調(diào)的返回值不同，決定是否喚醒中斷線程。需要注意到是，申請(qǐng)多個(gè)中斷時(shí)，irq編號(hào)要保持一致，flag參數(shù)最好也能保持一致，并且都要設(shè)上IRQF_SHARED標(biāo)志。在使用共享中斷時(shí)，最好handler和thread_fn都要提供，在各自的中斷處理回調(diào)handler中，做出以下處理：

判斷中斷是否來自本設(shè)備；

如果不是來自本設(shè)備：

直接返回IRQ_NONE；

如果是來自本設(shè)備：

關(guān)閉irq；

返回IRQ_WAKE_THREAD，喚醒中斷線程，thread_fn將會(huì)被執(zhí)行；

5.3 ?中斷控制器級(jí)聯(lián)模式

多數(shù)多功能復(fù)合設(shè)備內(nèi)部提供了基本的中斷控制器功能，例如可以單獨(dú)地控制某個(gè)子中斷的打開和關(guān)閉，并且可以方便地獲得子中斷源，對(duì)于這種設(shè)備，我們可以把設(shè)備內(nèi)的中斷控制器實(shí)現(xiàn)為一個(gè)子控制器，然后使用中斷控制器級(jí)聯(lián)模式。這種模式下，各個(gè)子設(shè)備擁有各自獨(dú)立的irq編號(hào)，中斷服務(wù)通過父中斷進(jìn)行分發(fā)。

對(duì)于父中斷，具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

首先，父中斷的irq編號(hào)可以從板級(jí)代碼的預(yù)定義中獲得，或者通過device的platform_data字段獲得；

使用父中斷的irq編號(hào)，利用irq_set_chained_handler函數(shù)修改父中斷的流控函數(shù)；

使用父中斷的irq編號(hào)，利用irq_set_handler_data設(shè)置流控函數(shù)的參數(shù)，該參數(shù)要能夠用于判別子控制器的中斷來源；

實(shí)現(xiàn)父中斷的流控函數(shù)，其中只需獲得并計(jì)算子設(shè)備的irq編號(hào)，然后調(diào)用generic_handle_irq即可；

對(duì)于子設(shè)備，具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下

為設(shè)備內(nèi)的中斷控制器實(shí)現(xiàn)一個(gè)irq_chip結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)其中必要的回調(diào)，例如irq_mask，irq_unmask，irq_ack等；

循環(huán)每一個(gè)子設(shè)備，做以下動(dòng)作：

為每個(gè)子設(shè)備，使用irq_alloc_descs函數(shù)申請(qǐng)irq編號(hào)；

使用irq_set_chip_data設(shè)置必要的cookie數(shù)據(jù)；

使用irq_set_chip_and_handler設(shè)置子控制器的irq_chip實(shí)例和子irq的流控處理程序，通常使用標(biāo)準(zhǔn)的流控函數(shù)，例如handle_edge_irq；

子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序使用自身申請(qǐng)到的irq編號(hào)，按照正常流程申請(qǐng)中斷服務(wù)即可。

5.4 ?中斷線程嵌套模式

該模式與中斷控制器級(jí)聯(lián)模式大體相似，只不過級(jí)聯(lián)模式時(shí)，父中斷無需通過request_threaded_irq申請(qǐng)中斷服務(wù)，而是直接更換了父中斷的流控回調(diào)，在父中斷的流控回調(diào)中實(shí)現(xiàn)子中斷的二次分發(fā)。但是這在有些情況下會(huì)給我們帶來不便，因?yàn)榱骺鼗卣{(diào)要獲取子控制器的中斷源，而流控回調(diào)運(yùn)行在中斷上下文中，對(duì)于那些子控制器需要通過慢速總線訪問的設(shè)備，在中斷上下文中訪問顯然不太合適，這時(shí)我們可以把子中斷分發(fā)放在父中斷的中斷線程中進(jìn)行，這就是我所說的所謂中斷線程嵌套模式。下面是大概的實(shí)現(xiàn)過程：

對(duì)于父中斷，具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

首先，父中斷的irq編號(hào)可以從板級(jí)代碼的預(yù)定義中獲得，或者通過device的platform_data字段獲得；

使用父中斷的irq編號(hào)，利用request_threaded_irq函數(shù)申請(qǐng)中斷服務(wù)，需要提供thread_fn參數(shù)和dev_id參數(shù)；

dev_id參數(shù)要能夠用于判別子控制器的中斷來源；

實(shí)現(xiàn)父中斷的thread_fn函數(shù)，其中只需獲得并計(jì)算子設(shè)備的irq編號(hào)，然后調(diào)用handle_nested_irq即可；

對(duì)于子設(shè)備，具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下

為設(shè)備內(nèi)的中斷控制器實(shí)現(xiàn)一個(gè)irq_chip結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)其中必要的回調(diào)，例如irq_mask，irq_unmask，irq_ack等；

循環(huán)每一個(gè)子設(shè)備，做以下動(dòng)作：

為每個(gè)子設(shè)備，使用irq_alloc_descs函數(shù)申請(qǐng)irq編號(hào)；

使用irq_set_chip_data設(shè)置必要的cookie數(shù)據(jù)；

使用irq_set_chip_and_handler設(shè)置子控制器的irq_chip實(shí)例和子irq的流控處理程序，通常使用標(biāo)準(zhǔn)的流控函數(shù)，例如handle_edge_irq；

使用irq_set_nested_thread函數(shù)，把子設(shè)備irq的線程嵌套特性打開；

子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序使用自身申請(qǐng)到的irq編號(hào)，按照正常流程申請(qǐng)中斷服務(wù)即可。

應(yīng)為子設(shè)備irq的線程嵌套特性被打開，使用request_threaded_irq申請(qǐng)子設(shè)備的中斷服務(wù)時(shí)，即是是提供了handler參數(shù)，中斷子系統(tǒng)也不會(huì)使用它，同時(shí)也不會(huì)為它創(chuàng)建中斷線程，子設(shè)備的thread_fn回調(diào)是在父中斷的中斷線程中，通過handle_nested_irq調(diào)用的，也就是說，盡管子中斷有自己獨(dú)立的irq編號(hào)，但是它們沒有獨(dú)立的中斷線程，只是共享了父中斷的中斷服務(wù)線程。

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