Linux内核中断系统：irq_desc结构与中断处理

“100ask对Linux中断系统中的重要数据结构进行了简明介绍，重点关注irq_desc数组及其在中断处理中的作用。文章指出，irq_desc结构体在中断处理中扮演核心角色，其中包含handle_irq函数和action链表。在某些配置下，irq_desc数组可能被基数树替代以优化内存使用。中断处理流程涉及GIC等通用中断控制器，以及不同层次的中断处理函数，包括GIC的处理函数和模块特定的中断处理函数。” 在Linux操作系统中，中断系统是连接硬件设备与软件服务的关键桥梁，使得系统能够及时响应硬件事件。中断系统的核心数据结构是irq_desc，它是一个数组，每个数组元素对应一个硬件中断。这个数组存储了关于中断处理的信息，包括如何处理中断的函数——handle_irq，以及一个action链表，链表中包含了与该中断相关的处理动作。 当硬件设备触发中断时，中断控制器（如GIC，Generic Interrupt Controller）会将中断信号传递给CPU。CPU识别中断号，然后调用相应的irq_desc数组中的handle_irq函数来处理中断。例如，如果中断A是由GIC上报的，那么handle_irq函数可能是XXX_gpio_irq_handler，这个函数会进一步识别出是哪个具体的GPIO中断B，并调用irq_desc[B].handle_irq来执行具体设备的中断处理。 中断处理函数有两种主要类型，handle_level_irq和handle_edge_irq，分别用于处理电平触发和边沿触发的中断。电平触发中断在信号保持高或低期间持续存在，而边沿触发中断仅在信号变化的瞬间发生。 BSP（板级支持包）开发者会根据硬件特性为这些中断指定适当的处理函数。 在某些配置下（如CONFIG_SPARSE_IRQ），Linux内核会使用基数树替代irq_desc数组。基数树是一种更节省空间的数据结构，特别适用于中断分布不均匀的情况，可以有效减少未使用的中断描述符占用的空间。 理解和掌握Linux中断系统中的irq_desc数据结构及其相关机制对于深入理解操作系统内核工作原理，特别是设备驱动开发和系统性能优化至关重要。通过分析request_irq函数，开发者可以深入了解中断注册和处理的流程，从而更好地实现硬件中断的管理和服务。