1. 中止流控层简介
前期的内核版别中，简直一切的中止都是由__do_IRQ函数进行处理，可是，由于各种中止恳求的电气特性会有所不同，又或许中止操控器的特性也不同，这会导致以下这些处理也会有所不同：
何时对中止操控器宣布ack回应；
mask_irq和unmask_irq的处理；
中止操控器是否需求eoi回应？
何时翻开cpu的本地irq中止？以便答应irq的嵌套；
中止数据结构的同步和维护；
为此，通用中止子体系把几种常用的流控类型进行了笼统，并为它们完结了相应的规范函数，咱们只需挑选相应的函数，赋值给irq所对应的irq_desc结构的handle_irq字段中即可。这些规范的回调函数都是irq_flow_handler_t类型：
[cpp] view plain copy
typedef void (*irq_flow_handler_t)(unsigned int irq,
struct irq_desc *desc);
现在的通用中止子体系完结了以下这些规范流控回调函数，这些函数都界说在：kernel/irq/chip.c中，
handle_simple_irq 用于简易流控处理；
handle_level_irq 用于电平触发中止的流控处理；
handle_edge_irq 用于边缘触发中止的流控处理；
handle_fasteoi_irq 用于需求呼应eoi的中止操控器；
handle_percpu_irq 用于只在单一cpu呼应的中止；
handle_nested_irq 用于处理运用线程的嵌套中止；
驱动程序和板级代码能够经过以下几个API设置irq的流控函数：
irq_set_handler();
irq_set_chip_and_handler();
irq_set_chip_and_handler_name();
以下这个序列图展现了整个通用中止子体系的中止呼应进程，flow_handle一栏便是中止流控层的生命周期：
图1.1 通用中止子体系的中止呼应进程
2. handle_simple_irq
该函数没有完结任何实质性的流控操作，在把irq_desc结构锁住后，直接调用handle_irq_event处理irq_desc中的action链表，它一般用于多路复用（类似于中止操控器级联）中的子中止，由父中止的流控回调中调用。或许用于无需进行硬件操控的中止中。以下是它的经过简化的代码：
[cpp] view plain copy
void
handle_simple_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
raw_spin_lock(&desc->lock);
……
handle_irq_event(desc);
out_unlock:
raw_spin_unlock(&desc->lock);
}
3. handle_level_irq
该函数用于处理电平中止的流控操作。电平中止的特点是，只需设备的中止恳求引脚（中止线）坚持在预设的触发电平，中止就会一向被恳求，所以，为了防止同一中止被重复呼应，有必要在处理中止前先把mask irq，然后ack irq，以便复位设备的中止恳求引脚，呼应完结后再unmask irq。实践的状况稍稍杂乱一点，在mask和ack之后，还要判别IRQ_INPROGRESS标志位，假如该标志现已置位，则直接退出，不再做实质性的处理，IRQ_INPROGRESS标志在handle_irq_event的开端设置，在handle_irq_event完毕时铲除，假如监测到IRQ_INPROGRESS被置位，标明该irq正在被另一个CPU处理中，所以直接退出，对电平中止来说是正确的处理方法。可是我觉得在ARM体系中，这种状况底子就不会产生，由于在没有进入handle_level_irq之前，中止操控器没有收到ack告诉，它不会向第二个CPU再次宣布中止恳求，而当程序进入handle_level_irq之后，第一个动作便是mask irq，然后ack irq（一般是联合起来的：mask_ack_irq），这时分就算设备再次宣布中止恳求，也是在handle_irq_event完毕，unmask irq之后，这时IRQ_INPROGRESS标志现已被铲除。我不知道其他像X86之类的体系是否有不同的行为，有知道的朋友请奉告我一下。以下是handle_level_irq经过简化之后的代码：
[cpp] view plain copy
void
handle_level_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
raw_spin_lock(&desc->lock);
mask_ack_irq(desc);
if (unlikely(irqd_irq_inprogress(&desc->irq_data)))
goto out_unlock;
……
if (unlikely(!desc->action || irqd_irq_disabled(&desc->irq_data)))
goto out_unlock;
handle_irq_event(desc);
if (!irqd_irq_disabled(&desc->irq_data) && !(desc->istate & IRQS_ONESHOT))
unmask_irq(desc);
out_unlock:
raw_spin_unlock(&desc->lock);
}
尽管handle_level_irq对电平中止的流控进行了必要的处理，由于电平中止的特性：只需没有ack irq，中止线会一向有用，所以咱们不会错失某次中止恳求，可是驱动程序的开发人员假如对该进程了解不透彻，特别简略产生某次中止被屡次处理的状况。特别是运用了中止线程（action->thread_fn）来呼应中止的时分：一般mask_ack_irq只会铲除中止操控器的pending状况，许多慢速设备（例如经过i2c或spi操控的设备）需求在中止线程中铲除中止线的pending状况，可是未比及中止线程被调度履行的时分，handle_level_irq早就返回了，这时现已履行过unmask_irq，设备的中止线pending处于有用状况，中止操控器会再次宣布中止恳求，结果是设备的一次中止恳求，产生了两次中止呼应。要防止这种状况，最好的方法便是不要独自运用中止线程处理中止，而是要完结request_threaded_irq()的第二个参数irq_handler_t：handler，在handle回调中运用disable_irq()封闭该irq，然后在退出中止线程回调前再enable_irq()。假定action->handler没有屏蔽irq，以下这幅图展现了电平中止期间IRQ_PROGRESS标志、本地中止状况和触发其他CPU的状况：
图3.1 电平触发中止状况
上图中色彩别离代表不同的状况：
状况赤色绿色IRQ_PROGRESS TRUE FALSE是否答应本地cpu中止 制止 答应 是否答应该设备再次触发中止（或许由其它cpu呼应） 制止 答应
4. handle_edge_irq
该函数用于处理边缘触发中止的流控操作。边缘触发中止的特点是，只要设备的中止恳求引脚（中止线）的电平产生跳变时（由高变低或许有低变高），才会宣布中止恳求，由于跳变是一会儿，并且不会像电平中止能坚持住电平，所以处理不妥就特别简略漏掉一次中止恳求，为了防止这种状况，屏蔽中止的时刻有必要越短越好。内核的开发者们明显意识到这一点，在正是处理中止前，判别IRQ_PROGRESS标志没有被设置的状况下，仅仅ack irq，并没有mask irq，以便复位设备的中止恳求引脚，在这之后的中止处理期间，别的的cpu能够再次呼应同一个irq恳求，假如IRQ_PROGRESS现已置位，标明另一个CPU正在处理该irq的上一次恳求，这种状况下，他仅仅简略地设置IRQS_PENDING标志，然后mask_ack_irq后退出，中止恳求交由本来的CPU持续处理。由于是mask_ack_irq，所以体系实践上只答应挂起一次中止。
[cpp] view plain copy
if (unlikely(irqd_irq_disabled(&desc->irq_data) ||
irqd_irq_inprogress(&desc->irq_data) || !desc->acTIon)) {
if (!irq_check_poll(desc)) {
desc->istate |= IRQS_PENDING;
mask_ack_irq(desc);
goto out_unlock;
}
}
desc->irq_data.chip->irq_ack(&desc->irq_data);
从上面的剖析能够知道，处理中止期间，另一次恳求或许由另一个cpu呼应后挂起，所以在处理完本次恳求后还要判别IRQS_PENDING标志，假如被置位，当时cpu要接着处理被另一个cpu“托付”的恳求。内核在这里设置了一个循环来处理这种状况，直到IRQS_PENDING标志无效停止，并且由于另一个cpu在呼应并挂起irq时，会mask irq，所以在循环中要再次unmask irq，以便另一个cpu能够再次呼应并挂起irq：
[cpp] view plain copy
do {
……
if (unlikely(desc->istate & IRQS_PENDING)) {
if (!irqd_irq_disabled(&desc->irq_data) &&
irqd_irq_masked(&desc->irq_data))
unmask_irq(desc);
}
handle_irq_event(desc);
} while ((desc->istate & IRQS_PENDING) &&
!irqd_irq_disabled(&desc->irq_data));
IRQS_PENDING标志会在handle_irq_event中铲除。
图4.1 边缘触发中止状况
上图中色彩别离代表不同的状况：
状况 赤色 绿色IRQ_PROGRESS TRUE FALSE是否答应本地cpu中止 制止 答应是否答应该设备再次触发中止（或许由其它cpu呼应） 制止 答应是否处于中止上下文 处于中止上下文 处于进程上下文
由图4.1也能够看出，在处理软件中止（sofTIrq）期间，此刻依然处于中止上下文中，可是cpu的本地中止是处于翻开状况的，这标明此刻嵌套中止答应产生，不过这不要紧，由于重要的处理现已完结，被嵌套的也仅仅软件中止部分罢了。这个也便是内核区别top和bottom两个部分的初衷吧。
5. handle_fasteoi_irq
现代的中止操控器一般会在硬件上完结了中止流控功用，例如ARM体系中的GIC通用中止操控器。关于这种中止操控器，CPU只需求在每次处理完中止后宣布一个end of interrupt（eoi），咱们无需重视何时mask，何时unmask。不过尽管想着很完美，工作总有特别的时分，所以内核仍是给了咱们干预的时机，它使用irq_desc结构中的preflow_handler字段，在正式处理中止前会经过preflow_handler函数调用该回调。
[cpp] view plain copy
void
handle_fasteoi_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
raw_spin_lock(&desc->lock);
if (unlikely(irqd_irq_inprogress(&desc->irq_data)))
if (!irq_check_poll(desc))
goto out;
……
if (unlikely(!desc->action || irqd_irq_disabled(&desc->irq_data))) {
desc->istate |= IRQS_PENDING;
mask_irq(desc);
goto out;
}
if (desc->istate & IRQS_ONESHOT)
mask_irq(desc);
preflow_handler(desc);
handle_irq_event(desc);
out_eoi:
desc->irq_data.chip->irq_eoi(&desc->irq_data);
out_unlock:
raw_spin_unlock(&desc->lock);
return;
……
}
此外，内核还供给了别的一个eoi版的函数：handle_edge_eoi_irq，它的处理类似于handle_edge_irq，仅仅无需完结mask和unmask的逻辑。
6. handle_percpu_irq
该函数用于smp体系，当某个irq只在一个cpu上处理时，咱们能够无需用自旋锁对数据进行维护，也无需处理cpu之间的中止嵌套重入，所以函数很简略：
[cpp] view plain copy
void
handle_percpu_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
{
struct irq_chip *chip = irq_desc_get_chip(desc);
kstat_incr_irqs_this_cpu(irq, desc);
if (chip->irq_ack)
chip->irq_ack(&desc->irq_data);
handle_irq_event_percpu(desc, desc->acTIon);
if (chip->irq_eoi)
chip->irq_eoi(&desc->irq_data);
}
7. handle_nested_irq
该函数用于完结其间一种中止同享机制，当多个中止同享某一根中止线时，咱们能够把这个中止线作为父中止，同享该中止的各个设备作为子中止，在父中止的中止线程中决议和分发呼应哪个设备的恳求，在得出真实宣布恳求的子设备后，调用handle_nested_irq来呼应中止。所以，该函数是在进程上下文履行的，咱们也无需扫描和履行irq_desc结构中的acTIon链表。父中止在初始化时有必要经过irq_set_nested_thread函数清晰奉告中止子体系：这些子中止归于线程嵌套中止类型，这样驱动程序在请求这些子中止时，内核不会为它们树立自己的中止线程，一切的子中止同享父中止的中止线程。
[cpp] view plain copy
void handle_nested_irq(unsigned int irq)
{
……
might_sleep();
raw_spin_lock_irq(&desc->lock);
……
action = desc->action;
if (unlikely(!action || irqd_irq_disabled(&desc->irq_data)))
goto out_unlock;
irqd_set(&desc->irq_data, IRQD_IRQ_INPROGRESS);
raw_spin_unlock_irq(&desc->lock);
action_ret = action->thread_fn(action->irq, action->dev_id);
raw_spin_lock_irq(&desc->lock);
irqd_clear(&desc->irq_data, IRQD_IRQ_INPROGRESS);
out_unlock:
raw_spin_unlock_irq(&desc->lock);
}
