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中斷子係統4_i8259a中斷控製器
// 8259A 中的寄存器：
// ICW: Initialization Command Word,初始化命令寄存器
// OCW: Operation Command Word,操作命令字,用於控製 8259A
// IRR: Interrupt Request Register,中斷請求寄存器,共 8bit,對應 IR0~IR7 八個中斷管腳。當某個管腳的中斷請求到來後,
// 若該管腳沒有被屏蔽,IRR 中對應的 bit 被置1。表示 PIC 已經收到設備的中斷請求,但還未提交給 CPU。
// ISR: In Service Register,服務中寄存器,共 8bit,每 bit 意義同上。當 IRR 中的某個中斷請求被發送給 CPU 後,ISR中對應的 bit 被置1,
// 表示中斷已發送給 CPU,但 CPU 還未處理完。
// IMR: Interrupt Mask Register,中斷屏蔽寄存器,共 8bit,每 bit 意義同上。用於屏蔽中斷。當某 bit 置1時,對應的中斷管腳被屏蔽。
// 注：8259a通過ICW1的bit3位設置觸發方式，0為邊沿觸發，1為電平觸發
// 中斷描述符
1.1 typedef struct irq_desc {
hw_irq_controller *handler; //中斷控製器
void *handler_data;
struct irqaction *action; //共享同一irq的處理例程
unsigned int status; //當前中斷狀態
unsigned int depth; //中斷關閉的嵌套深度
unsigned int irq_count;
unsigned int irqs_unhandled;
spinlock_t lock; //保護鎖
} ____cacheline_aligned irq_desc_t;
// 中斷控製器
1.2 struct hw_interrupt_type {
//中斷控製器名字
const char * typename;
//開啟irq
unsigned int (*startup)(unsigned int irq);
//關閉irq
void (*shutdown)(unsigned int irq);
//激活一個irq，執行irq由禁用狀態到啟用狀態的轉換
void (*enable)(unsigned int irq);
//禁用irq
void (*disable)(unsigned int irq);
//ack與中斷控製器的硬件密切相關，在某些模型中，irq請求到達時必須顯示確認，
//後續的請求才能進行處理，如果芯片組沒有這樣的要求，設置該函數為null
void (*ack)(unsigned int irq);
//調用end標記中斷處理的結束，如果一個中斷在中斷處理期間被禁用，那麼該函數負責啟用此類中斷
void (*end)(unsigned int irq);
//在多處理器上，可使用set_affinity指定CPU來處理特定的IRQ,
//使得可以將IRQ分配給某些CPU。在單處理器上，此函數為null。
void (*set_affinity)(unsigned int irq, cpumask_t dest);
};
// i8259a中斷控製器
2.1 static struct hw_interrupt_type i8259A_irq_type = {
"XT-PIC", //名字為XT-PIC
startup_8259A_irq,
shutdown_8259A_irq,
enable_8259A_irq,
disable_8259A_irq,
mask_and_ack_8259A,
end_8259A_irq,
NULL
};
// 開啟irq
// 通過enable開啟irq
2.2 unsigned int startup_8259A_irq(unsigned int irq)
{
enable_8259A_irq(irq);
return 0;
}
// 激活irq
// 函數主要任務：
// 1.計算對應irq bit的mask
// 2.設置imr寄存器
// 2.1 如果irq號 > 7，設置從片的imr
// 2.2 設置主片的imr
// i8259a通過兩個byte存放irq的mask
// 1.irq號 > 7，取第二個byte,即cached_slave_mask
// 2.irq號 < 7, 取第一個byte
//
// 注：imr中對應位置為0，中斷開啟；為1，中斷屏蔽
2.3 void enable_8259A_irq(unsigned int irq)
{
//對應irq的bit設置為0
unsigned int mask = ~(1 << irq);
unsigned long flags;
//互斥使用中斷控製器
spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
//記錄所有被屏蔽的irq位置
cached_irq_mask &= mask;
//irq號>7，從片的中斷
if (irq & 8)
{
//從片的IMR
outb(cached_slave_mask, PIC_SLAVE_IMR);
}
else
{ //主片的IMR
outb(cached_master_mask, PIC_MASTER_IMR);
}
spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
}
// 關閉irq
// 1.計算對應irq bit的mask
// 2.設置主或從片的imr
2.4 void disable_8259A_irq(unsigned int irq)
{
unsigned int mask = 1 << irq;
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
cached_irq_mask |= mask;
if (irq & 8)
outb(cached_slave_mask, PIC_SLAVE_IMR);
else
outb(cached_master_mask, PIC_MASTER_IMR);
spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
}
// 屏蔽並確認中斷
// 函數主要任務：
// 1.檢查是否為虛假中斷
// 1.1 被屏蔽的中斷發出中斷請求，並且當前沒有待處理的中斷，說明為虛假中斷
// 1.2 處理虛假中斷
// 1.2.1 輸出錯誤信息
// 1.2.2 統計虛假中斷次數
// 2.如果為從片發生的中斷
// 2.1 向從片的imr寫入屏蔽的irq掩碼
// 2.2 向從片的cmd應答對應的irq號
// 2.3 向主片的cmd應答irq2
// 3.如果為主片發生的中斷
// 3.1 向主片的imr寫入屏蔽的irq掩碼
// 3.2 向主片的cmd應答對應的irq號
2.5 void mask_and_ack_8259A(unsigned int irq)
{
unsigned int irqmask = 1 << irq;
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
//irq已經被關閉，處理錯誤
if (cached_irq_mask & irqmask)
goto spurious_8259A_irq;
//屏蔽對應的irq
cached_irq_mask |= irqmask;
handle_real_irq:
//從片irq
if (irq & 8) {
//讀入舊值
inb(PIC_SLAVE_IMR);
//imr寫入irq屏蔽mask
outb(cached_slave_mask, PIC_SLAVE_IMR);
//從片cmd寄存器，對應IRQ寫入EOI(end of interrupt)
outb(0x60+(irq&7),PIC_SLAVE_CMD);
//主片cmd寄存器，IRQ2寫入EOI
outb(0x60+PIC_CASCADE_IR,PIC_MASTER_CMD);
} else {
//讀入舊值
inb(PIC_MASTER_IMR);
//imr寫入irq屏蔽mask
outb(cached_master_mask, PIC_MASTER_IMR);
//主片cmd寄存器，對應IRQ寫入EOI
outb(0x60+irq,PIC_MASTER_CMD);
}
spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
return;
spurious_8259A_irq:
//獲取isr寄存器，判斷是否是真實的中斷
if (i8259A_irq_real(irq))
goto handle_real_irq;
{
//處理虛假的請求信號：
static int spurious_irq_mask;
//此irq第一次虛假中斷請求
//打印出錯信息
if (!(spurious_irq_mask & irqmask)) {
printk(KERN_DEBUG "spurious 8259A interrupt: IRQ%d.\n", irq);
spurious_irq_mask |= irqmask;
}
//增加出錯計數
atomic_inc(&irq_err_count);
//返回
goto handle_real_irq;
}
}
// 中斷處理結束
2.6 static void end_8259A_irq (unsigned int irq)
{
//中斷沒有被禁止，並且中斷處理程序沒有在運行，同時有可用的中斷處理程序
if (!(irq_desc[irq].status & (IRQ_DISABLED|IRQ_INPROGRESS)) &&
irq_desc[irq].action)
{
//激活irq對應的中斷
enable_8259A_irq(irq);
}
}
// i8259a級聯圖：
最後更新：2017-04-03 14:54:08