這里主要分析 linux kernel 中 GIC v3 中斷控制器的代碼(drivers/irqchip/irq-gic-v3.c)。

設(shè)備樹

先來看下一個(gè)中斷控制器的設(shè)備樹信息：

• compatible：用于匹配GICV3驅(qū)動(dòng)

• reg?：GIC的物理基地址，分別對(duì)應(yīng)GICD,GICR,GICC…

• #interrupt-cells：這是一個(gè)中斷控制器節(jié)點(diǎn)的屬性。它聲明了該中斷控制器的中斷指示符(interrupts)中 cell 的個(gè)數(shù)

• interrupt-controller: 表示該節(jié)點(diǎn)是一個(gè)中斷控制器

• interrupts：分別代表中斷類型，中斷號(hào)，中斷類型， PPI中斷親和， 保留字段

關(guān)于設(shè)備數(shù)的各個(gè)字段含義，詳細(xì)可以參考 Documentation/devicetree/bindings 下的對(duì)應(yīng)信息。

初始化

1. irq chip driver 的聲明：

定義 IRQCHIP_DECLARE 之后，相應(yīng)的內(nèi)容會(huì)保存到 __irqchip_of_table 里邊:

__irqchip_of_table 在鏈接腳本 vmlinux.lds 里，被放到了 __irqchip_begin 和 __irqchip_of_end 之間，該段用于存放中斷控制器信息：

在內(nèi)核啟動(dòng)初始化中斷的函數(shù)中，of_irq_init 函數(shù)會(huì)去查找設(shè)備節(jié)點(diǎn)信息，該函數(shù)的傳入?yún)?shù)就是 __irqchip_of_table 段，由于 IRQCHIP_DECLARE 已經(jīng)將信息填充好了，of_irq_init 函數(shù)會(huì)根據(jù) “arm,gic-v3” 去查找對(duì)應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，并獲取設(shè)備的信息。or_irq_init 函數(shù)中，最終會(huì)回調(diào) IRQCHIP_DECLARE 聲明的回調(diào)函數(shù)，也就是 gic_of_init，而這個(gè)函數(shù)就是 GIC 驅(qū)動(dòng)的初始化入口。

2. gic_of_init 流程：

1. 映射 GICD 的寄存器地址空間。

2. 驗(yàn)證 GICD 的版本是 GICV3 還是 GICV4（主要通過讀GICD_PIDR2寄存器bit[7:4]. 0x1代表GICV1， 0x2代表GICV2…以此類推）。

3. 通過 DTS 讀取 redistributor-regions 的值。

4. 為一個(gè) GICR 域分配基地址。

5. 通過 DTS 讀取 redistributor-stride 的值。

6. 下面詳細(xì)介紹。

7. 設(shè)置一組 PPI 的親和性。

1. 確認(rèn)支持 SPI 中斷號(hào)最大的值為多少。

2. 向系統(tǒng)中注冊(cè)一個(gè) irq domain 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，irq_domain主要作用是將硬件中斷號(hào)映射到IRQ number，后面會(huì)做詳細(xì)的介紹。

3. 設(shè)定 arch 相關(guān)的 irq handler。gic_irq_handle 是內(nèi)核 gic 中斷處理的入口函數(shù)，后面會(huì)做詳細(xì)的介紹。

4. gic 虛擬化相關(guān)的內(nèi)容。

5. 初始化 ITS。

6. 設(shè)置 SMP 核間交互的回調(diào)函數(shù)，用于 IPI，回到函數(shù)為 gic_raise_softir。

7. 初始化 Distributor。

8. 初始化 CPU interface。

9. 初始化 GIC 電源管理。

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中斷映射

當(dāng)早期的系統(tǒng)只存在一個(gè)中斷控制器，而且中斷數(shù)目也不多的時(shí)候，一個(gè)很簡(jiǎn)單的做法就是一個(gè)中斷號(hào)對(duì)應(yīng)到中斷控制器的一個(gè)號(hào)，可以說是簡(jiǎn)單的線性映射：

但當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)中斷控制器，而且中斷號(hào)也逐漸增加的時(shí)候。linux 內(nèi)核為了應(yīng)對(duì)此問題，引入了 irq_domain 的概念。

irq_domain 的引入相當(dāng)于一個(gè)中斷控制器就是一個(gè) irq_domain。這樣一來所有的中斷控制器就會(huì)出現(xiàn)級(jí)聯(lián)的布局。利用樹狀的結(jié)構(gòu)可以充分的利用 irq 數(shù)目，而且每一個(gè) irq_domain 區(qū)域可以自己去管理自己 interrupt 的特性。

每一個(gè)中斷控制器對(duì)應(yīng)多個(gè)中斷號(hào)， 而硬件中斷號(hào)在不同的中斷控制器上是會(huì)重復(fù)編碼的， 這時(shí)僅僅用硬中斷號(hào)已經(jīng)不能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)外設(shè)中斷，因此 linux kernel 提供了一個(gè)虛擬中斷號(hào)的概念。

原文作者：人人極客社區(qū)