要使用中断肯定得初始化,这些初始化在系统启动时已经为你做好了,但是我们还是来看看怎样初始化的,这样就能更好的理解中断机制了。
先看下面函数:
355 void __init init_ISA_irqs (void) 356 { 357 int i; 358 //省略了一些代码
362 init_8259A(0); 363 364 for (i = 0; i < NR_IRQS; i++) { 365 irq_desc[i].status = IRQ_DISABLED; 366 irq_desc[i].action = NULL; 367 irq_desc[i].depth = 1; 368 369 if (i < 16) { 370 /* 371 * 16 old-style INTA-cycle interrupts: 372 */ 373 set_irq_chip_and_handler_name(i, &i8259A_chip, 374 handle_level_irq, "XT"); 375 } else { 376 /* 377 * 'high' PCI IRQs filled in on demand 378 */ 379 irq_desc[i].chip = &no_irq_chip; 380 } 381 } 382 }
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上面的函数分为两个部分,一 个是init_8259A(0),另一个就是for循环了。从名字上我们就可以看出init_8259A()是干什么的了,它是用来初始化8259A的, 设置它的相关寄存器,指明了它的工作方式。下面的for循环,一共循环了NR_IRQS(224)次,将刚才所讲的irq_desc[]初始化,初始化了 status,action,depth字段,然后如果是前16个调用set_irq_chip_and_handler_name(),再往下看如果大 于16,那么给字段chip赋no_irq_chiq这个定义如下 (kernel/irq/handle.c):
88 struct irq_chip no_irq_chip = { 89 .name = "none", 90 .startup = noop_ret, 91 .shutdown = noop, 92 .enable = noop, 93 .disable = noop, 94 .ack = ack_bad, 95 .end = noop, 96 };
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也就是说大于16是不需要中断控制器的。
然后再来看函数set_irq_chip_and_handler_name(),设置irq_desc[]数组中的chip和handle_irq字段,其函数定义如下:
594 set_irq_chip_and_handler_name(unsigned int irq, struct irq_chip *chip, 595 irq_flow_handler_t handle, const char *name) 596 { 597 set_irq_chip(irq, chip);//设置字段chip 598 __set_irq_handler(irq, handle, 0, name);//设置字段handler 599 }
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函数set_irq_chip()中的主要代码为(kernel/irq/chip.c):
int set_irq_chip(unsigned int irq, struct irq_chip *chip) { struct irq_desc *desc; desc = irq_desc + irq;//找到所要初始化的irq_desc
desc->chip = chip; }
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函数__set_irq_handler()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; desc = irq_desc + irq; desc->handle_irq = handle;//给字段handle_irq赋一个函数
desc->name = name; }
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也就是说执行 set_irq_chip_and_handler_name(i, &i8259A_chip,handle_level_irq, "XT")后给数组irq_desc[]的第i个字段chip,handle_irq,name分别赋值 i8259A_chip,handle_level_irq,XT。而其中handle_level_irq是一个函数指针,定义在kernel/irq /chip.c重要代码如下:
void fastcall handle_level_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc) { struct irqaction *action; irqreturn_t action_ret; action = desc->action; action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);/* 注意这个函数*/ }
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至此init_ISA_irqs (void)到这里结束,那么谁来调用它了?看下面代码:
387 void __init native_init_IRQ(void) 388 { 389 int i; //...
392 pre_intr_init_hook(); //...
399 for (i = 0; i < (NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR); i++) { 400 int vector = FIRST_EXTERNAL_VECTOR + i; 401 if (i >= NR_IRQS) 402 break; 403 if (vector != SYSCALL_VECTOR) 404 set_intr_gate(vector, interrupt[i]); 405 } 420 }
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其中将392行的函数pre_intr_init_hook()展开后就会发现:
30 void __init pre_intr_init_hook(void) 31 { 32 init_ISA_irqs(); 33 }
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也就是在函数 native_init_IRQ()里调用了init_ISA_irqs (void)。接着看native_init_IRQ()中的for循环,循环了224次(NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR),vector从0x20(FIRST_EXTERNAL_VECTOR)开始。且不等于 0x80(vector != SYSCALL_VECTOR),即系统调用,循环执行set_intr_gate(vector, interrupt[i]),这个函数就是设置IDT中的中断门描述符(前面讲了,占8字节,主要保存中断处理程序的如够函数地址),将中断处理函数入口 函数地址设置为interrupt[i],当第i个中断发生后跳转到此地址执行。那么interrupt[]数组又是怎么实现的了?
69 #define IRQ(x,y) \ 70 IRQ##x##y##_interrupt 71 72 #define IRQLIST_16(x) \ 73 IRQ(x,0), IRQ(x,1), IRQ(x,2), IRQ(x,3), \ 74 IRQ(x,4), IRQ(x,5), IRQ(x,6), IRQ(x,7), \ 75 IRQ(x,8), IRQ(x,9), IRQ(x,a), IRQ(x,b), \ 76 IRQ(x,c), IRQ(x,d), IRQ(x,e), IRQ(x,f) 77 78 /* for the irq vectors */ 79 static void (*interrupt[NR_VECTORS - FIRST_EXTERNAL_VECTOR])(void) = { 80 IRQLIST_16(0x2), IRQLIST_16(0x3), 81 IRQLIST_16(0x4), IRQLIST_16(0x5), IRQLIST_16(0x6), IRQLIST_16(0x7), 82 IRQLIST_16(0x8), IRQLIST_16(0x9), IRQLIST_16(0xa), IRQLIST_16(0xb), 83 IRQLIST_16(0xc), IRQLIST_16(0xd), IRQLIST_16(0xe), IRQLIST_16(0xf) 84 };
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先看79行,这个就是函数指针数组interrupt[],注意这个数组共224项,定义了从0x2到0xf的14个IRQLIST_16(),而每一个IRQLIST_16()又是16个IRQ(x,y),也就是说一共有224个IRQ(x,y)。
接着再看宏#define IRQ(x,y) IRQ##x##y##_interrupt
## 表示将字符串连接起来,比如IRQ(0x2,0)就是IRQ0x20_interrupt,这样以来就会生成224个这样的函数,从 IRQ0x20_interrupt一直到IRQ0xff_interupt。那么这些函数是如何定义的了?往下看include/asm-x86_64 /hw_irq.h:
156 #define IRQ_NAME2(nr) nr##_interrupt(void) 157 #define IRQ_NAME(nr) IRQ_NAME2(IRQ##nr)
163 #define BUILD_IRQ(nr) \ 164 asmlinkage void IRQ_NAME(nr); \ 165 __asm__( \ 166 "\n.p2align\n" \ 167 "IRQ" #nr "_interrupt:\n\t" \ 168 "push $~(" #nr ") ; " \ 169 "jmp common_interrupt");
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根据156和157两行的宏 定义可以知道IRQ_NAME(nr)是一个函数IRQnr_interrupt()就是我们刚才上面所提到的函数数组中interrupt[]的一个, 至于是哪一个就看nr是多少了。这个函数将nr取反(正数留给系统调用)压入堆栈中,后面用到的时候再取反就可以知道中断号了,然后跳转到 common_interrupt,这是一个公共的程序,暂且不说。
这样我们就定义了一个interrupt[]数组中的一个函数,这只是一个函数,通过以下的宏就可以定义224个了arch/x86_64/kernel/i8259.c:
60 BUILD_16_IRQS(0x2) BUILD_16_IRQS(0x3) 61 BUILD_16_IRQS(0x4) BUILD_16_IRQS(0x5) BUILD_16_IRQS(0x6)BUILD_16_IRQS(0x7) 62 BUILD_16_IRQS(0x8) BUILD_16_IRQS(0x9) BUILD_16_IRQS(0xa)BUILD_16_IRQS(0xb) 63 BUILD_16_IRQS(0xc) BUILD_16_IRQS(0xd) BUILD_16_IRQS(0xe)BUILD_16_IRQS(0xf)
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这样以后就定义整个interrupt[]中的每一函数。
至此set_intr_gate(vector, interrupt[i]);执行结束。这样我们就对IDT初始化成功。
From https://sites.google.com/site/xylinuxkernel/Home/interrupt