Request_irq和setup_irq的區(qū)別
Author: Dongas
Data: 08-07-19
Linux 內(nèi)核提供了兩個(gè)注冊(cè)中斷處理函數(shù)的接口：setup_irq和request_irq。這兩個(gè)函數(shù)都定義在kernel/irq/manage.c里。
/*
* Internal function to register an irqaction - typically used to
* allocate special interrupts that are part of the architecture.
*/
int setup_irq(unsigned int irq, struct irqaction *new);
/*
* request_irq - allocate an interrupt line
* This call allocates interrupt resources and enables the
* interrupt line and IRQ handling.
*/
int request_irq(unsigned int irq,
irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),
unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
這兩個(gè)函數(shù)有什么樣的區(qū)別呢？
先看看setup_irq
Setup_irq通常用在系統(tǒng)時(shí)鐘(GP Timer)驅(qū)動(dòng)里，注冊(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的中斷處理函數(shù)。
下面舉個(gè)列子, 如s3c2410 timer驅(qū)動(dòng)：
/* arch/arm/mach-s3c2410/time.c */
static struct irqaction s3c2410_timer_irq = {
.name = "S3C2410 Timer Tick",
.flags = IRQF_DISABLED | IRQF_TIMER,
.handler = s3c2410_timer_interrupt,
};
static void __init s3c2410_timer_init (void)
{
s3c2410_timer_setup();
setup_irq(IRQ_TIMER4, &s3c2410_timer_irq);
}
struct sys_timer s3c24xx_timer = {
.init = s3c2410_timer_init,
.offset = s3c2410_gettimeoffset,
.resume = s3c2410_timer_setup
};
struct sys_timer s3c24xx_timer = {
.init = s3c2410_timer_init,
.offset = s3c2410_gettimeoffset,
.resume = s3c2410_timer_setup
};
可以看到，setup_irq的使用流程很簡(jiǎn)單。首先定義s3c2410 timer驅(qū)動(dòng)的irqaction結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體用于描述timer中斷的基本屬性包括中斷名、類別以及該中斷handler等。然后通過(guò)setup_irq函數(shù)將timer的irqaction注冊(cè)進(jìn)內(nèi)核。其中，IRQ_TIMER4為s3c2410 timer的中斷號(hào)。
再看看request_irq
request_irq源碼如下：
/* kernel/irq/manage.c */
int request_irq(unsigned int irq,
irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),
unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
{
struct irqaction *action;
int retval;
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
/*
* Lockdep wants atomic interrupt handlers:
*/
irqflags |= SA_INTERRUPT;
#endif
/*
* Sanity-check: shared interrupts must pass in a real dev-ID,
* otherwise we'll have trouble later trying to figure out
* which interrupt is which (messes up the interrupt freeing
* logic etc).
*/
if ((irqflags & IRQF_SHARED) && !dev_id) /* 使用共享中斷但沒(méi)有提供非NULL的dev_id則返回錯(cuò)誤 */
return -EINVAL;
if (irq >= NR_IRQS) /* 中斷號(hào)超出最大值 */
return -EINVAL;
if (irq_desc[irq].status & IRQ_NOREQUEST) /* 該中斷號(hào)已被使用并且未共享 */
return -EINVAL;
if (!handler)
return -EINVAL;
action = kmalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_ATOMIC); /* 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)irqaction */
if (!action)
return -ENOMEM;
/* 下面幾行是根據(jù)request_irq 傳進(jìn)來(lái)的參數(shù)對(duì)irqaction結(jié)構(gòu)體賦值 */
action->handler = handler;
action->flags = irqflags;
cpus_clear(action->mask);
action->name = devname;
action->next = NULL;
action->dev_id = dev_id;
select_smp_affinity(irq);
retval = setup_irq(irq, action); /* 調(diào)用setup_irq注冊(cè)該中斷的irqaction結(jié)構(gòu)體 */
if (retval)
kfree(action);
return retval;
}
由上可以看出，request_irq的大致流程為先對(duì)申請(qǐng)的中斷線進(jìn)行安全檢測(cè)，然后根據(jù)request_irq傳進(jìn)來(lái)的參數(shù)，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建該中斷對(duì)應(yīng)的irqaction結(jié)構(gòu)體，最后通過(guò)setup_irq函數(shù)將該irqaction注冊(cè)進(jìn)內(nèi)核適當(dāng)?shù)奈恢谩?/span>
這兩個(gè)函數(shù)的使用流程搞清楚了，那么兩者之間的聯(lián)系也就清楚了：
1） Request_irq的注冊(cè)過(guò)程包含setup_irq，最終是調(diào)用setup_irq。
2） Request_irq比setup_irq多一套錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，即kmalloc前面3行if語(yǔ)句。
而Setup_irq通常是直接注冊(cè)irqaction，并沒(méi)針對(duì)相應(yīng)中斷線進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè),如該irq 線是否已經(jīng)被占用等。因此setup_irq通常只用在特定的中斷線上，如System timer。除系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)外，大部份驅(qū)動(dòng)還是通過(guò)request_irq注冊(cè)中斷。
這里有個(gè)小問(wèn)題：
既然Request_irq實(shí)際上就是包含了setup_irq的注冊(cè)過(guò)程，那系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)(GP Timer Driver)中斷可以用request_irq來(lái)注冊(cè)嗎？
做個(gè)小試驗(yàn), 將s3c2410 timer驅(qū)動(dòng)的setup_irq那行去掉，改為用request_irq注冊(cè)。
修改后代碼如下：
static void __init s3c2410_timer_init (void)
{
s3c2410_timer_setup();
//setup_irq(IRQ_TIMER4, &s3c2410_timer_irq);
request_irq(IRQ_TIMER4, s3c2410_timer_interrupt,
IRQF_DISABLED | IRQF_TIMER, "S3C2410 Timer Tick", NULL);
}
編譯運(yùn)行。
結(jié)果：內(nèi)核掛掉
為什么呢？很明顯，系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)中斷不能用request_irq注冊(cè)，大致搜了一下源碼也發(fā)現(xiàn)，看到其他平臺(tái)相關(guān)的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)中斷部分都是用的setup_irq注冊(cè)的。
我們來(lái)分析一下原因。
看看request_irq和setup_irq 還有哪些細(xì)節(jié)不一樣？
仔細(xì)觀察后注意到request_irq內(nèi)有這么一行代碼：
action = kmalloc(sizeof(struct irqaction), GFP_ATOMIC);
作用為動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)irqaction。
Kmalloc實(shí)際上也是使用的slab機(jī)制進(jìn)行分配的。源碼如下：
/* include/linux/slab.h */
static inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
{
if (__builtin_constant_p(size)) {
int i = 0;
#define CACHE(x) \
if (size <= x) \
goto found; \
else \
i++;
#include "kmalloc_sizes.h"
#undef CACHE
{
extern void __you_cannot_kmalloc_that_much(void);
__you_cannot_kmalloc_that_much();
}
found:
return kmem_cache_alloc((flags & GFP_DMA) ?
malloc_sizes[i].cs_dmacachep :
malloc_sizes[i].cs_cachep, flags);
}
return __kmalloc(size, flags);
}
使用slab機(jī)制分配內(nèi)存必須先對(duì)slab進(jìn)行初始化,包括mem_init和kmem_cache_init。
看看kernel的初始化流程:
/* init/main.c */
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
……
time_init();
……
vfs_caches_init_early();
cpuset_init_early();
mem_init(); ?------ initializes the memory data structures
kmem_cache_init(); ?---- set up the general caches
……
}
Time_init函數(shù)在mem_init和kmem_cache_init之前被調(diào)用，而time_init會(huì)調(diào)用體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的初始化函數(shù)。拿s3c2410的例子來(lái)說(shuō)，time_init最終會(huì)調(diào)用s3c2410_timer_init函數(shù)，進(jìn)行s3c2410時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的初始化和注冊(cè)中斷處理函數(shù)。
具體過(guò)程如下：
time_init函數(shù)定義在arch/arm/kernel/time.c內(nèi):
void __init time_init(void)
{
#ifndef CONFIG_GENERIC_TIME
if (system_timer->offset == NULL)
system_timer->offset = dummy_gettimeoffset;
#endif
system_timer->init(); ?-這行實(shí)際執(zhí)行的就是s3c2410_timer_init
#ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
if (system_timer->dyn_tick)
system_timer->dyn_tick->lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
#endif
}
system_timer在setup_arch(arch/arm/kernel/setup.c)內(nèi)通過(guò)map_desc機(jī)制被初始化為s3c24xx_timer. 如上面s3c2410時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)代碼所示，s3c24xx_timer的init成員即指向s3c2410_timer_init函數(shù)。
現(xiàn)在我們搞清楚了，我們大概的估計(jì)是系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)(GP Timer Driver)的中斷處理函數(shù)不能用request_irq注冊(cè)是因?yàn)?/span>request_irq內(nèi)會(huì)調(diào)用kmalloc動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存創(chuàng)建timer的irqaction結(jié)構(gòu)體。而kmalloc也是使用的slab內(nèi)存分配機(jī)制，使用kmalloc前必須先對(duì)kernel的slab以及mem data structure進(jìn)行初始化。而這部分初始化工作是在系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)初始化之后才進(jìn)行的，所以造成kmalloc失敗，從而造成系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的中斷未注冊(cè)成功，進(jìn)而內(nèi)核掛掉。
