中断处理模型

中断处理模型
要想弄清楚desc->handle_irq(irq, desc)和我们注册的中断有什么关联，就要了解中断处理模型了。

4.1 中断处理模型结构
中断处理模型如下图所示，
 
其中NR_IRQS表示最大的中断号，在include/asm/arch/irq.h中定义。
irq_desc［］是一个指向irq_desc_t结构的数组， irq_desc_t结构是各个设备中断服务例程的描述符。Irq_desc_t结构体中的成员action指向该中断号对应的irqaction结构体链表。Irqaction结构体定义在include/linux/interrupt.h中，如下：
truct irqaction {
        irq_handler_t handler; //中断处理函数，注册时提供
        unsigned long flags; //中断标志，注册时提供
        cpumask_t mask; //中断掩码
        const char *name; //中断名称
        void *dev_id; //设备id，本文后面部分介绍中断共享时会详细说明这个参数的作用
        struct irqaction *next; //如果有中断共享，则继续执行，
        int irq; //中断号，注册时提供
        struct proc_dir_entry *dir; //指向IRQn相关的/proc/irq/n目录的描述符
    };

在注册中断号为irq的中断服务程序时，系统会根据注册参数封装相应的irqaction结构体。并把中断号为irq的irqaction结构体写入irq_desc [irq]->action。这样就把设备的中断请求号与该设备的中断服务例程irqaction联系在一起了。样当CPU接收到中断请求后，就可以根据中断号通过irq_desc []找到该设备的中断服务程序。

4.2 中断共享的处理模型
共享中断的不同设备的iqraction结构体都会添加进该中断号对应的irq_desc结构体的action成员所指向的irqaction链表内。当内核发生中断时，它会依次调用该链表内所有的handler函数。因此，若驱动程序需要使用共享中断机制，其中断处理函数必须有能力识别是否是自己的硬件产生了中断。通常是通过读取该硬件设备提供的中断flag标志位进行判断。也就是说不是任何设备都可以做为中断共享源的，它必须能够通过的它的中断flag判断出是否发生了中断。
中断共享的注册方法是：
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
        IRQF_SHARED, const char *devname, void *dev_id)

很多权威资料中都提到，中断共享注册时的注册函数中的dev_id参数是必不可少的，并且dev_id的值必须唯一。那么这里提供唯一的dev_id值的究竟是做什么用的？

根据我们前面中断模型的知识，可以看出发生中断时，内核并不判断究竟是共享中断线上的哪个设备产生了中断，它会循环执行所有该中断线上注册的中断处理函数（即irqaction->handler函数）。因此irqaction->handler函数有责任识别出是否是自己的硬件设备产生了中断，然后再执行该中断处理函数。通常是通过读取该硬件设备提供的中断flag标志位进行判断。那既然kernel循环执行该中断线上注册的所有irqaction->handler函数，把识别究竟是哪个硬件设备产生了中断这件事交给中断处理函数本身去做，那request_irq的dev_id参数究竟是做什么用的？

很多资料中都建议将设备结构指针作为dev_id参数。在中断到来时，迅速地根据硬件寄存器中的信息比照传入的dev_id参数判断是否是本设备的中断，若不是，应迅速返回。这样的说法没有问题，也是我们编程时都遵循的方法。但事实上并不能够说明为什么中断共享必须要设置dev_id。

下面解释一下dev_id参数为什么必须的，而且是必须唯一的。

当调用free_irq注销中断处理函数时（通常卸载驱动时其中断处理函数也会被注销掉），因为dev_id是唯一的，所以可以通过它来判断从共享中断线上的多个中断处理程序中删除指定的一个。如果没有这个参数，那么kernel不可能知道给定的中断线上到底要删除哪一个处理程序。

注销函数定义在Kernel/irq/manage.c中定义：
    void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)