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gic_handle_irq 与 中断 处理流程

前言

本专题主要介绍ARM64架构下的中断管理机制，重点分析Linux内核中gic_handle_irq函数的处理流程。以下将从gic_handle_irq的实现细节、中断处理机制以及相关优化措施等方面展开讨论。

gic_handle_irq 函数

gic_handle_irq是ARM64体系结构下处理中断的核心函数。该函数主要负责从底层硬件中断处理进入内核中断处理逻辑，并通过调用handle_domain_irq完成中断的上下文切换。

gic_handle_irq 内部逻辑

gic_handle_irq的实现代码如下：

static void __exception_irq_entry gic_handle_irq(struct pt_regs *regs){    struct gic_chip_data *gic = &gic_data[0];    void __iomem *cpu_base = gic_data_cpu_base(gic);    do {        irqstat = readl_relaxed(cpu_base + GIC_CPU_INTACK);        irqnr = irqstat & GICC_IAR_INT_ID_MASK;        if (unlikely(irqnr >= 1020))            break;        if (static_branch_likely(&supports_deactivate_key))            writel_relaxed(irqstat, cpu_base + GIC_CPU_EOI);        isb();        if (irqnr <= 15)            smp_rmb();        this_cpu_write(sgi_intid, irqstat);        handle_domain_irq(gic->domain, irqnr, regs);    } while (1);}

while 循环退出条件

while (1) 循环的退出条件基于以下逻辑：当GIC的GICC_IAR寄存器中的所有位都为1时，中断处理完成，进入下一个中断处理阶段。

handle_domain_irq 调用

handle_domain_irq 是一个通用的中断处理函数，主要负责将硬中断转换为软中断，并根据中断类型（如SGI中断或普通中断）分别调用相应的处理函数。

handle_domain_irq 实现

int handle_domain_irq(struct irq_domain *domain, unsigned int hwirq, struct pt_regs *regs){    __handle_domain_irq(domain, hwirq, true, regs);    unsigned int irq = hwirq;    irq_enter();    irq = irq_find_mapping(domain, hwirq);    generic_handle_irq(irq);    irq_exit();}

中断处理流程

irq_enter 与 irq_exit

irq_enter 和 irq_exit 分别用于进入和退出中断上下文。

irq_enter

void irq_enter(void){    rcu_irq_enter();    irq_enter_rcu();    if (is_idle_task(current) && !in_interrupt())    {        local_bh_disable();        tick_irq_enter();        _local_bh_enable();    }    __irq_enter();    account_irq_enter_time(current);    preempt_count_add(HARDIRQ_OFFSET);    __preempt_count_add(val);    u32 pc = READ_ONCE(current_thread_info()->preempt.count);    pc += val;    WRITE_ONCE(current_thread_info()->preempt.count, pc);    lockdep_hardirq_enter();}

irq_exit

void irq_exit(void){    __irq_exit_rcu();    local_irq_disable();    account_irq_exit_time(current);    preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);    if (!in_interrupt() && local_softirq_pending())    {        invoke_softirq();    }    tick_irq_exit();    rcu_irq_exit();    lockdep_hardirq_exit();}

中断管理优化

软中断管理

local_softirq_pending 用于检查是否有软中断（如tasklet或workqueue）等待处理。通过检查local_softirq_pending_ref，可以快速判断中断状态。

中断上下文管理

irq_enter 和 irq_exit 函数通过修改preempt.count来管理中断上下文。preempt_count_add 和 preempt_count_sub 用于递增和递减硬中断计数，同时local_bh_disable 和 local_bh_enable 用于管理软中断。

总结

通过分析gic_handle_irq函数及其相关处理流程，可以清晰地了解ARM64体系结构下的中断管理机制。从硬中断到软中断的转换，再到中断上下文的管理，都体现了Linux内核对中断处理的高效设计。

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