【Linux中断子系统】疑问记录

IRQ Number 软件虚拟的 标识外设中断

HW interrupt ID 硬件上的标识外设中断

1、irq domain干什么用的，为什么要使用它？

irq domain就是指中断领域，任何超出这个范围的定义就没有意义了。

IRQ domain来描述一个中断控制器（IRQ Controller）所管理的中断源。换句话说，每个中断控制器都有自己的domain。我们可以将IRQ Domain看作是IRQ Controller的软件抽象。

这里所说的“中断控制器”，不仅指硬件上实际存在的中断控制器，也可以是一个“虚拟”的中断控制器。例如，假设我们有一块CPU，它有多个GPIO Pin可以作为外部中断源使用（事实上大多数嵌入式CPU都有这样的GPIO）。

我们还假定所有的GPIO中断都复用到该CPU的同一个中断向量。在这样的情况下，这多个GPIO中断就可以抽象成一个虚拟的中断控制器，它连接到CPU的某个中断向量上。

这样做的好处在于，可以将“对中断控制器的中断响应”和“对产生中断的外部设备的中断响应”分离开来。我们还是看一个例子，假定我们有若干个GPIO，分别接了不同外设（如按键、外部以太网控制器等），

当这些外设产生中断的时候，CPU内部的GPIO控制器会置位相应的中断标志位，并向CPU提交中断请求。这样，对每一个外设中断，我们实际上要进行两级中断服务：第一级中断服务判断是哪个GPIO产生了中断，

并需要清除GPIO控制器内部某个寄存器中的某个标志位；第二级中断服务才是服务产生中断的那个外设的。显然，第一级中断服务代码对每个产生GPIO中断的外设是类似的。有了IRQ Domain的帮助，

第一级中断服务代码就可以统一，设备驱动程序只需要关心第二级中断服务就可以了。

2、如何注册一个irq domain，注册irq domain的动作到底是做什么了操作？

三种方法：

1、irq_domain_add_linear (线性映射)

2、irq_domain_add_tree (Radix Tree map)

3、irq_domain_add_nomap (no map)

根据自己的映射类型，初始化struct irq_domain中的各个成员，

调用__irq_domain_add将该irq domain挂入irq_domain_list的全局列表

3、为什么IRQ Number需要HW interrupt ID映射过来？

1、驱动工程师而言，我们和CPU视角是一样的，我们只希望得到一个IRQ number，而不关系具体是那个interrupt controller上的那个HW interrupt ID。

这样一个好处是在中断相关的硬件发生变化的时候，驱动软件不需要修改

2、interrupt controller级联的情况下，仅仅使用HW interrupt ID已经不能唯一标识一个外设中断，还需要知道HW interrupt ID所属的interrupt controller

因为HW interrupt ID在不同的interrupt controller上是会重复编码。

4、如何知道系统irq domain的当前采用哪种映射关系？

映射有三种：

1、线性映射

2、Radix Tree map (powerPC和MIPS硬件平台用到)

3、no map 即：hw interrupt id就是 irq number，寄存器配置HW interrupt ID而不是物理连接特性决定

因此arm架构使用 线性映射

5、如何获取HW interrupt ID?

interrupt controller会对连接其上的interrupt source（根据其在Interrupt controller中物理特性）进行编号（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); 
           

软件上通过调用 irq domain的irq_domain_ops结构的xlate回调函数成员 将指定的设备（node参数）上若干个（intsize参数）中断属性（intspec参数）翻译成HW interrupt ID（out_hwirq参数）和trigger类型（out_type）。

6、HW interrput ID如何转换成IRQ number？

由IRQ domain负责，通过irq_create_mapping

7、什么是interrupt flow control？

中断流控制

软件上设定一些标志位和硬件上 mask或者unmask interrupt controller等，具体表现为调用中断描述符的irq chip driver进行mask，ack等callback函数。

8、每一个IRQ都有中断描述符吗？

系统中每一个连接外设的中断线（irq request line）用一个中断描述符来描述，每一个外设的interrupt request line分配一个中断号（irq number），

系统中有多少个中断线（或者叫做中断源）就有多少个中断描述符struct irq_desc

NR_IRQS定义了该硬件平台IRQ的最大数目

linux内核中有一个数据结构保存了所有中断描述符的信息，具体表现为以下两种：

(1)即一个静态定义的数组，irq number作为index, 有空洞，存在空间浪费

(2)打开CONFIG_SPARSE_IRQ 使用Radix tree保存，这时候，每一个中断描述符都是动态分配，然后插入到radix tree中

描述一个具体的中断 struct irq_desc，简称中断描述符

描述一个具体中断的底层相关数据结构 struct irq_data

描述一个具体中端底层若干和具体interrupt controller相关的callback函数 strcut irq_chip

9、GIC支持多少个中断号？

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;