中断子系统4_i8259a中断控制器

//	8259A 中的寄存器：
//		ICW: Initialization Command Word,初始化命令寄存器
//		OCW: Operation Command Word,操作命令字,用于控制 8259A
//		IRR: Interrupt Request Register,中断请求寄存器,共 8bit,对应 IR0~IR7 八个中断管脚。当某个管脚的中断请求到来后,
//			若该管脚没有被屏蔽,IRR 中对应的 bit 被置1。表示 PIC 已经收到设备的中断请求,但还未提交给 CPU。
//		ISR: In Service Register,服务中寄存器,共 8bit,每 bit 意义同上。当 IRR 中的某个中断请求被发送给 CPU 后,ISR中对应的 bit 被置1,
//			表示中断已发送给 CPU,但 CPU 还未处理完。
//		IMR: Interrupt Mask Register,中断屏蔽寄存器,共 8bit,每 bit 意义同上。用于屏蔽中断。当某 bit 置1时,对应的中断管脚被屏蔽。
//	注：8259a通过ICW1的bit3位设置触发方式，0为边沿触发，1为电平触发

//	中断描述符
1.1 typedef struct irq_desc {
	hw_irq_controller *handler;	//中断控制器
	void *handler_data;
	struct irqaction *action;	//共享同一irq的处理例程
	unsigned int status;		//当前中断状态
	unsigned int depth;		//中断关闭的嵌套深度
	unsigned int irq_count;		
	unsigned int irqs_unhandled;
	spinlock_t lock;	//保护锁
} ____cacheline_aligned irq_desc_t;


//	中断控制器
1.2 struct hw_interrupt_type {
	//中断控制器名字
	const char * typename;	
	//开启irq
	unsigned int (*startup)(unsigned int irq);	
	//关闭irq
	void (*shutdown)(unsigned int irq);	
	//激活一个irq，执行irq由禁用状态到启用状态的转换
	void (*enable)(unsigned int irq);	
	//禁用irq
	void (*disable)(unsigned int irq);	
	//ack与中断控制器的硬件密切相关，在某些模型中，irq请求到达时必须显示确认，
	//后续的请求才能进行处理，如果芯片组没有这样的要求，设置该函数为null
	void (*ack)(unsigned int irq);							
	//调用end标记中断处理的结束，如果一个中断在中断处理期间被禁用，那么该函数负责启用此类中断
	void (*end)(unsigned int irq);	
	//在多处理器上，可使用set_affinity指定CPU来处理特定的IRQ,
	//使得可以将IRQ分配给某些CPU。在单处理器上，此函数为null。
	void (*set_affinity)(unsigned int irq, cpumask_t dest);
															
};

//	i8259a中断控制器
2.1 static struct hw_interrupt_type i8259A_irq_type = {
	"XT-PIC",	//名字为XT-PIC
	startup_8259A_irq,
	shutdown_8259A_irq,
	enable_8259A_irq,
	disable_8259A_irq,
	mask_and_ack_8259A,
	end_8259A_irq,
	NULL
};

//	开启irq
//		通过enable开启irq
2.2 unsigned int startup_8259A_irq(unsigned int irq)
{ 
	enable_8259A_irq(irq);
	return 0; 
}

//	激活irq
//	函数主要任务：
//		1.计算对应irq bit的mask
//		2.设置imr寄存器
//			2.1 如果irq号 > 7，设置从片的imr
//			2.2 设置主片的imr
//		i8259a通过两个byte存放irq的mask
//			1.irq号 > 7，取第二个byte,即cached_slave_mask
//			2.irq号 < 7, 取第一个byte
//
//		注：imr中对应位置为0，中断开启；为1，中断屏蔽
2.3  void enable_8259A_irq(unsigned int irq)
{
	//对应irq的bit设置为0
	unsigned int mask = ~(1 << irq);
	unsigned long flags;
	//互斥使用中断控制器
	spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
	//记录所有被屏蔽的irq位置
	cached_irq_mask &= mask;
	//irq号>7，从片的中断
	if (irq & 8)
	{
		//从片的IMR
		outb(cached_slave_mask, PIC_SLAVE_IMR);
	}
	else
	{	//主片的IMR
		outb(cached_master_mask, PIC_MASTER_IMR);
	}
	spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
}

//	关闭irq
//		1.计算对应irq bit的mask
//		2.设置主或从片的imr
2.4 void disable_8259A_irq(unsigned int irq)
{
	unsigned int mask = 1 << irq;
	unsigned long flags;

	spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
	cached_irq_mask |= mask;
	if (irq & 8)
		outb(cached_slave_mask, PIC_SLAVE_IMR);
	else
		outb(cached_master_mask, PIC_MASTER_IMR);
	spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
}

//	屏蔽并确认中断
//	函数主要任务：
//		1.检查是否为虚假中断
//			1.1 被屏蔽的中断发出中断请求，并且当前没有待处理的中断，说明为虚假中断
//			1.2 处理虚假中断
//				1.2.1 输出错误信息
//				1.2.2 统计虚假中断次数
//		2.如果为从片发生的中断
//			2.1 向从片的imr写入屏蔽的irq掩码
//			2.2 向从片的cmd应答对应的irq号
//			2.3 向主片的cmd应答irq2
//		3.如果为主片发生的中断
//			3.1 向主片的imr写入屏蔽的irq掩码
//			3.2 向主片的cmd应答对应的irq号
2.5 void mask_and_ack_8259A(unsigned int irq)
{
	unsigned int irqmask = 1 << irq;
	unsigned long flags;

	spin_lock_irqsave(&i8259A_lock, flags);
	//irq已经被关闭，处理错误
	if (cached_irq_mask & irqmask)
		goto spurious_8259A_irq;

	//屏蔽对应的irq
	cached_irq_mask |= irqmask;
handle_real_irq:
	//从片irq
	if (irq & 8) {
		//读入旧值
		inb(PIC_SLAVE_IMR);	
		//imr写入irq屏蔽mask
		outb(cached_slave_mask, PIC_SLAVE_IMR);
		//从片cmd寄存器，对应IRQ写入EOI(end of interrupt)
		outb(0x60+(irq&7),PIC_SLAVE_CMD);
		//主片cmd寄存器，IRQ2写入EOI
		outb(0x60+PIC_CASCADE_IR,PIC_MASTER_CMD); 
	} else {
		//读入旧值
		inb(PIC_MASTER_IMR);
		//imr写入irq屏蔽mask	
		outb(cached_master_mask, PIC_MASTER_IMR);
		//主片cmd寄存器，对应IRQ写入EOI
		outb(0x60+irq,PIC_MASTER_CMD);	
	}
	spin_unlock_irqrestore(&i8259A_lock, flags);
	return;

spurious_8259A_irq:
	//获取isr寄存器，判断是否是真实的中断
	if (i8259A_irq_real(irq))
		goto handle_real_irq;

	{
		//处理虚假的请求信号：
		static int spurious_irq_mask;
		//此irq第一次虚假中断请求
		//打印出错信息
		if (!(spurious_irq_mask & irqmask)) {
			printk(KERN_DEBUG "spurious 8259A interrupt: IRQ%d.\n", irq);
			spurious_irq_mask |= irqmask;
		}
		//增加出错计数
		atomic_inc(&irq_err_count);
		//返回
		goto handle_real_irq;
	}
}

//	中断处理结束
2.6 static void end_8259A_irq (unsigned int irq)
{
	//中断没有被禁止，并且中断处理程序没有在运行，同时有可用的中断处理程序
	if (!(irq_desc[irq].status & (IRQ_DISABLED|IRQ_INPROGRESS)) &&
							irq_desc[irq].action)
	{
		//激活irq对应的中断
		enable_8259A_irq(irq);
	}
}

//	i8259a级联图：