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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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下面的表格按照时间轴来描述交互过程：
| 时间 | 交互动作的描述 | | T0时刻 | Distributor检测到M这个interrupt source的有效触发电平 | | T2时刻 | Distributor将M这个interrupt source的状态设定为pending | | T17时刻 | 大约15个clock之后，CPU interface拉低nFIQCPU信号线，向CPU报告M外设的中断请求。这时候，CPU interface的ack寄存器（GICC_IAR）的内容会修改成M interrupt source对应的ID | | T42时刻 | Distributor检测到N这个优先级更高的interrupt source的触发事件 | | T43时刻 | Distributor将N这个interrupt source的状态设定为pending。同时，由于N的优先级更高，因此Distributor会标记当前优先级最高的中断 | | T58时刻 | 大约15个clock之后，CPU interface拉低nFIQCPU信号线，向CPU报告N外设的中断请求。当然，由于T17时刻已经assert CPU了，因此实际的电平信号仍然保持asserted。这时候，CPU interface的ack寄存器（GICC_IAR）的内容会被更新成N interrupt source的ID | | T61时刻 | 软件通过读取ack寄存器的内容，获取了当前优先级最高的，并且状态是pending的interrupt ID（也就是N interrupt source对应的ID），通过读该寄存器，CPU也就ack了该interrupt source N。这时候，Distributor将N这个interrupt source的状态设定为pending and active（因为是电平触发，只要外部仍然有asserted的电平信号，那么一定就是pending的，而该中断是正在被CPU处理的中断，因此状态是pending and active）
注意：T61标识CPU开始服务该中断 | | T64时刻 | 3个clock之后，由于CPU已经ack了中断，因此GIC中CPU interface模块 deassert nFIQCPU信号线，解除发向该CPU的中断请求 | | T126时刻 | 由于中断服务程序操作了N外设的控制寄存器（ack外设的中断），因此N外设deassert了其interrupt request signal | | T128时刻 | Distributor解除N外设的pending状态，因此N这个interrupt source的状态设定为active | | T131时刻 | 软件操作End of Interrupt寄存器（向GICC_EOIR寄存器写入N对应的interrupt ID），标识中断处理结束。Distributor将N这个interrupt source的状态修改为idle
注意：T61～T131是CPU服务N外设中断的的时间区域，这个期间，如果有高优先级的中断pending，会发生中断的抢占（硬件意义的），这时候CPU interface会向CPU assert 新的中断。 | | T146时刻 | 大约15个clock之后，Distributor向CPU interface报告当前pending且优先级最高的interrupt source，也就是M了。漫长的pending之后，M终于迎来了春天。CPU interface拉低nFIQCPU信号线，向CPU报告M外设的中断请求。这时候，CPU interface的ack寄存器（GICC_IAR）的内容会修改成M interrupt source对应的ID | | T211时刻 | CPU ack M中断（通过读GICC_IAR寄存器），开始处理低优先级的中断。 |
三、GIC-V2 irq chip driver的初始化过程
在linux-3.17-rc3\drivers\irqchip目录下保存在各种不同的中断控制器的驱动代码，这个版本的内核支持了GICV3。irq-gic-common.c是通用的GIC的驱动代码，可以被各个版本的GIC使用。irq-gic.c是用于V2版本的GIC controller，而irq-gic-v3.c是用于V3版本的GIC controller。
1、GIC的device node和GIC irq chip driver的匹配过程
（1）irq chip driver中的声明
在linux-3.17-rc3\drivers\irqchip目录下的irqchip.h文件中定义了IRQCHIP_DECLARE宏如下：
#define IRQCHIP_DECLARE(name, compat, fn) OF_DECLARE_2(irqchip, name, compat, fn)
#define OF_DECLARE_2(table, name, compat, fn) \
_OF_DECLARE(table, name, compat, fn, of_init_fn_2)
#define _OF_DECLARE(table, name, compat, fn, fn_type) \
static const struct of_device_id __of_table_##name \
__used __section(__##table##_of_table) \
= { .compatible = compat, \
.data = (fn == (fn_type)NULL) ? fn : fn }
这个宏其实就是初始化了一个struct of_device_id的静态常量，并放置在__irqchip_of_table section中。irq-gic.c文件中使用IRQCHIP_DECLARE来定义了若干个静态的struct of_device_id常量，如下：
IRQCHIP_DECLARE(gic_400, "arm,gic-400", gic_of_init);
IRQCHIP_DECLARE(cortex_a15_gic, "arm,cortex-a15-gic", gic_of_init);
IRQCHIP_DECLARE(cortex_a9_gic, "arm,cortex-a9-gic", gic_of_init);
IRQCHIP_DECLARE(cortex_a7_gic, "arm,cortex-a7-gic", gic_of_init);
IRQCHIP_DECLARE(msm_8660_qgic, "qcom,msm-8660-qgic", gic_of_init);
IRQCHIP_DECLARE(msm_qgic2, "qcom,msm-qgic2", gic_of_init);
兼容GIC-V2的GIC实现有很多，不过其初始化函数都是一个。在linux kernel编译的时候，你可以配置多个irq chip进入内核，编译系统会把所有的IRQCHIP_DECLARE宏定义的数据放入到一个特殊的section中（section name是__irqchip_of_table），我们称这个特殊的section叫做irq chip table。这个table也就保存了kernel支持的所有的中断控制器的ID信息（最重要的是驱动代码初始化函数和DT compatible string）。我们来看看struct of_device_id的定义：
struct of_device_id
{
char name[32];－－－－－－要匹配的device node的名字
char type[32];－－－－－－－要匹配的device node的类型
char compatible[128];－－－匹配字符串（DT compatible string），用来匹配适合的device node
const void *data;－－－－－－－－对于GIC，这里是初始化函数指针
};
这个数据结构主要被用来进行Device node和driver模块进行匹配用的。从该数据结构的定义可以看出，在匹配过程中，device name、device type和DT compatible string都是考虑的因素。更细节的内容请参考__of_device_is_compatible函数。
（2）device node
不同的GIC-V2的实现总会有一些不同，这些信息可以通过Device tree的机制来传递。Device node中定义了各种属性，其中就包括了memory资源，IRQ描述等信息，这些信息需要在初始化的时候传递给具体的驱动，因此需要一个Device node和driver模块的匹配过程。在Device Tree模块中会包括系统中所有的device node，如果我们的系统使用了GIC-400，那么系统的device node数据库中会有一个node是GIC-400的，一个示例性的GIC-400的device node（我们以瑞芯微的RK3288处理器为例）定义如下：
gic: interrupt-controller@ffc01000 {
compatible = "arm,gic-400";
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <3>;
#address-cells = <0>;
reg = <0xffc01000 0x1000="">,－－－－Distributor address range
<0xffc02000 0x1000="">,－－－－－CPU interface address range
<0xffc04000 0x2000="">,－－－－－Virtual interface control block
<0xffc06000 0x2000="">;－－－－－Virtual CPU interfaces
interrupts = ;
};
（3）device node和irq chip driver的匹配
在machine driver初始化的时候会调用irqchip_init函数进行irq chip driver的初始化。在driver/irqchip/irqchip.c文件中定义了irqchip_init函数，如下：
void __init irqchip_init(void)
{
of_irq_init(__irqchip_begin);
}
__irqchip_begin就是内核irq chip table的首地址，这个table也就保存了kernel支持的所有的中断控制器的ID信息（用于和device node的匹配）。of_irq_init函数执行之前，系统已经完成了device tree的初始化，因此系统中的所有的设备节点都已经形成了一个树状结构，每个节点代表一个设备的device node。of_irq_init是在所有的device node中寻找中断控制器节点，形成树状结构（系统可以有多个interrupt controller，之所以形成中断控制器的树状结构，是为了让系统中所有的中断控制器驱动按照一定的顺序进行初始化）。之后，从root interrupt controller节点开始，对于每一个interrupt controller的device node，扫描irq chip table，进行匹配，一旦匹配到，就调用该interrupt controller的初始化函数，并把该中断控制器的device node以及parent中断控制器的device node作为参数传递给irq chip driver。。具体的匹配过程的代码属于Device Tree模块的内容，更详细的信息可以参考Device Tree代码分析文档。
2、GIC driver初始化代码分析
（1）gic_of_init的代码如下：
int __init gic_of_init(struct device_node *node, struct device_node *parent)
{
void __iomem *cpu_base;
void __iomem *dist_base;
u32 percpu_offset;
int irq;
dist_base = of_iomap(node, 0);----------------映射GIC Distributor的寄存器地址空间
cpu_base = of_iomap(node, 1);----------------映射GIC CPU interface的寄存器地址空间
if (of_property_read_u32(node, "cpu-offset", &percpu_offset))--------处理cpu-offset属性。
percpu_offset = 0;
gic_init_bases(gic_cnt, -1, dist_base, cpu_base, percpu_offset, node);))-----主处理过程，后面详述
if (!gic_cnt)
gic_init_physaddr(node); -----对于不支持big.LITTLE switcher（CONFIG_BL_SWITCHER）的系统，该函数为空。
if (parent) {--------处理interrupt级联
irq = irq_of_parse_and_map(node, 0); －－－解析second GIC的interrupts属性，并进行mapping，返回IRQ number
gic_cascade_irq(gic_cnt, irq);
}
gic_cnt++;
return 0;
}
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