【Linux中斷子系統】疑問記錄

IRQ Number 軟體虛拟的 辨別外設中斷

HW interrupt ID 硬體上的辨別外設中斷

1、irq domain幹什麼用的，為什麼要使用它？

irq domain就是指中斷領域，任何超出這個範圍的定義就沒有意義了。

IRQ domain來描述一個中斷控制器（IRQ Controller）所管理的中斷源。換句話說，每個中斷控制器都有自己的domain。我們可以将IRQ Domain看作是IRQ Controller的軟體抽象。

這裡所說的“中斷控制器”，不僅指硬體上實際存在的中斷控制器，也可以是一個“虛拟”的中斷控制器。例如，假設我們有一塊CPU，它有多個GPIO Pin可以作為外部中斷源使用（事實上大多數嵌入式CPU都有這樣的GPIO）。

我們還假定所有的GPIO中斷都複用到該CPU的同一個中斷向量。在這樣的情況下，這多個GPIO中斷就可以抽象成一個虛拟的中斷控制器，它連接配接到CPU的某個中斷向量上。

這樣做的好處在于，可以将“對中斷控制器的中斷響應”和“對産生中斷的外部裝置的中斷響應”分離開來。我們還是看一個例子，假定我們有若幹個GPIO，分别接了不同外設（如按鍵、外部以太網控制器等），

當這些外設産生中斷的時候，CPU内部的GPIO控制器會置位相應的中斷标志位，并向CPU送出中斷請求。這樣，對每一個外設中斷，我們實際上要進行兩級中斷服務：第一級中斷服務判斷是哪個GPIO産生了中斷，

并需要清除GPIO控制器内部某個寄存器中的某個标志位；第二級中斷服務才是服務産生中斷的那個外設的。顯然，第一級中斷服務代碼對每個産生GPIO中斷的外設是類似的。有了IRQ Domain的幫助，

第一級中斷服務代碼就可以統一，裝置驅動程式隻需要關心第二級中斷服務就可以了。

2、如何注冊一個irq domain，注冊irq domain的動作到底是做什麼了操作？

三種方法：

1、irq_domain_add_linear (線性映射)

2、irq_domain_add_tree (Radix Tree map)

3、irq_domain_add_nomap (no map)

根據自己的映射類型，初始化struct irq_domain中的各個成員，

調用__irq_domain_add将該irq domain挂入irq_domain_list的全局清單

3、為什麼IRQ Number需要HW interrupt ID映射過來？

1、驅動工程師而言，我們和CPU視角是一樣的，我們隻希望得到一個IRQ number，而不關系具體是那個interrupt controller上的那個HW interrupt ID。

這樣一個好處是在中斷相關的硬體發生變化的時候，驅動軟體不需要修改

2、interrupt controller級聯的情況下，僅僅使用HW interrupt ID已經不能唯一辨別一個外設中斷，還需要知道HW interrupt ID所屬的interrupt controller

因為HW interrupt ID在不同的interrupt controller上是會重複編碼。

4、如何知道系統irq domain的目前采用哪種映射關系？

映射有三種：

1、線性映射

2、Radix Tree map (powerPC和MIPS硬體平台用到)

3、no map 即：hw interrupt id就是 irq number，寄存器配置HW interrupt ID而不是實體連接配接特性決定

是以arm架構使用 線性映射

5、如何擷取HW interrupt ID?

interrupt controller會對連接配接其上的interrupt source（根據其在Interrupt controller中實體特性）進行編号（也就是HW interrupt ID了

int (*xlate)(struct irq_domain *d, struct device_node *node,
         const u32 *intspec, unsigned int intsize,
         unsigned long *out_hwirq, unsigned int *out_type); 
           

軟體上通過調用 irq domain的irq_domain_ops結構的xlate回調函數成員 将指定的裝置（node參數）上若幹個（intsize參數）中斷屬性（intspec參數）翻譯成HW interrupt ID（out_hwirq參數）和trigger類型（out_type）。

6、HW interrput ID如何轉換成IRQ number？

由IRQ domain負責，通過irq_create_mapping

7、什麼是interrupt flow control？

中斷流控制

軟體上設定一些标志位和硬體上 mask或者unmask interrupt controller等，具體表現為調用中斷描述符的irq chip driver進行mask，ack等callback函數。

8、每一個IRQ都有中斷描述符嗎？

系統中每一個連接配接外設的中斷線（irq request line）用一個中斷描述符來描述，每一個外設的interrupt request line配置設定一個中斷号（irq number），

系統中有多少個中斷線（或者叫做中斷源）就有多少個中斷描述符struct irq_desc

NR_IRQS定義了該硬體平台IRQ的最大數目

linux核心中有一個資料結構儲存了所有中斷描述符的資訊，具體表現為以下兩種：

(1)即一個靜态定義的數組，irq number作為index, 有空洞，存在空間浪費

(2)打開CONFIG_SPARSE_IRQ 使用Radix tree儲存，這時候，每一個中斷描述符都是動态配置設定，然後插入到radix tree中

描述一個具體的中斷 struct irq_desc，簡稱中斷描述符

描述一個具體中斷的底層相關資料結構 struct irq_data

描述一個具體中端底層若幹和具體interrupt controller相關的callback函數 strcut irq_chip

9、GIC支援多少個中斷号？

linux-4.9/drivers/irqchip/irq-gic.c
    /*
     * Find out how many interrupts are supported.
    * The GIC only supports up to 1020 interrupt sources.
    */
    gic_irqs = readl_relaxed(gic_data_dist_base(gic) + GIC_DIST_CTR) & 0x1f;
   gic_irqs = (gic_irqs + 1) * 32;
   if (gic_irqs > 1020)
       gic_irqs = 1020;