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ハードウェア割り込みに関するメモ。

割り込みハンドラの登録

割り込みハンドラはirq_desc[]に登録されている。デバイスドライバなどが割り込みハンドラを登録する場合はrequest_irq()で登録する。

irq_descの構造を図1に示す。

各IRQ毎のirq_desc構造体が並んでいる。actionリストに、request_irq()で登録した割り込みハンドラを管理する構造体(irq_action)がチェーンされる。基本的には１つのIRQに１つのハンドラだが、SA_SHIRQを付けて登録することで１つのIRQに複数のハンドラを登録することができる。この場合は、irq_actionがnextチェーンされる。もちろん、デバイスドライバなどの処理が割り込みを共有できる作りになっていないといけない。

irq_descのhandlerには割り込みコントローラ依存のハンドラが登録されている。ここに登録されたハンドラを使って、実際に割り込み禁止/解除やEOI(End of Interrupt)を行う。各IRQでどのようなハンドラが使われているは、/proc/interruptで確認できる。最近のPCであればだいたいIO-APIC-edgeとかIO-APIC-level。

割り込みのエントリポイント

irq_entries_start[]に各IRQの割り込み処理を呼び出すコードが格納されている。また、interrupt[]には各irq_entries_startへのアドレスが格納されており、例外ベクタにハンドラのアドレスを設定する際に利用する。

これらのテーブルはentry.Sに定義されている。

entry.S:inerrupt        entry.S::irq_entries_start
   +------------+          +-----------------------+
   |            |--------->| pushl $vector-256     | vector = 0
   +------------+          | jmp common_interrupt  |
   |            |----+     |                       |
   +------------+    |     +-----------------------+
           :         +---->|                       | vector = 1
           :               |                       |
                           |                       |
                           +-----------------------+
                                        :
                                        :

例外ベクタの設定

割り込み発生時に上記の割り込みのエントリポイントへ処理を渡すため、例外ベクタ(IDT)を設定する。

i8259の場合、ハードウェア割り込みにはベクタ番号32〜を使用している(31まではプロセッサの予約領域)。

IDTの32番から順番にIRQ0〜15の例外ベクタをset_intr_gate()で設定している。(i8259.c::init_IRQ)

あわせてIRQを例外ベクタ32〜発生させるように割り込みコントローラを設定する。(i8259.c::init_8259A())

idt_table[256]
+-------------+
| #0          |
+-------------+
|             |
+-------------+
|             |
       :
+-------------+
| #32   IRQ0  | --> interrupt[0] (* 割り込みのエントリポイント参照)
+-------------+
| #33   IRQ1  | --> interrupt[1]
+-------------+
| #34   IRQ2  | --> interrupt[2]
+-------------+
      :

割り込みハンドラ呼び出しの流れ

1. 割り込み発生

2. IDTの該当エントリに登録されているアドレスにジャンプ
3. 一旦common_interrupt:に飛んでdo_IRQ()へ

4. irq_desc[]に登録されているハンドラへ



[関連関数]
request_irq()

irq_enter()

in_interrupt()