FPGA每隔100us给运行linux的ARM一个中断,要求在20us内响应中断,并读走2000*16bit的数据。


目前主要的问题是,当系统同时发生多个中断时,会严重影响linux对FPGA中断的响应时间。如何解决?


1、首先想到了ARM的FIQ,它可以打断IRQ中断服务程序,保证对外部FIQ的及时响应。但是发现linux只实现了IRQ,没有显示FIQ。

linux是从devicetree读取中断号,加入中断向量表的。

interrupts = <0x0 0x32 0x0>;中的第一个字段0表示非共享中断,非零表示共享中断,SDK产生的dts统一为0,此时第二字段的值比XPS中的小32;如果第一字段非零,则第二字段比XPS小16.

最后字段表示中断的触发方式。

IRQ_TYPE_EDGE_RISING    =0x00000001,

 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING    =0x00000002,

IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH    =0x00000004,

 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW    =0x00000008,

很明显,devicetree根本没有提供通知linux有FIQ的渠道。


2、再来看linux的IRQ

linux的中断分为上半部和下半部,上半部运行在IRQ模式,会屏蔽所有中断,下半部运行在SVC模式,会重新打开中断。

也就是说,当一个中断的上半部正在运行时(不能再次响应中断),FPGA的中断是不能被linux响应的;

反过来,当FPGA中断的上半部正在运行时(不能再次响应中断),其他的中断也不能被linux响应;


unsigned long flags;

...

local_irq_save(flags);

....

local_irq_restore(flags);


3.

ARM有七种模式,我们这里只讨论SVC、IRQ和FIQ模式。

     我们可以假设ARM核心有两根中断引脚(实际上是看不见的),一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin.

     在ARM的cpsr中,有一个I位和一个F位,分别用来禁止IRQ和FIQ的。

     先不说中断控制器,只说ARM核心。正常情况下,ARM核都只是机械地随着pc的指示去做事情,当CPSR中的I和F位为1的时候,IRQ和FIQ全部处于禁止状态。无论你在irq pin和fiq pin上面发什么样的中断信号,ARM是不会理你的,你根本不能打断他,因为他耳聋了,眼也瞎了。

     在I位和F位为0的时候,当irq pin上有中断信号过来的时候,就会打断arm的当前工作,并且切换到IRQ模式下,并且跳到相应的异常向量表(vector)位置去执行代码。这个过程是自动的,但是返回到被中断打断的地方就得您亲自动手了。当你跳到异常向量表,处于IRQ的模式的时候,这个时候如果irq pin上面又来中断信号了,这个时候ARM不会理你的,irq pin就跟秘书一样,ARM核心就像老板,老板本来在做事,结果来了一个客户,秘书打断它,让客户进去了。而这个时候再来一个客户,要么秘书不断去敲门问,要么客户走人。老板第一个客户没有会见完,是不会理你的。

     但是有一种情况例外,当ARM处在IRQ模式,这个时候fiq pin来了一个中断信号,fiq pin是什么?是快速中断呀,比如是公安局的来查刑事案件,那才不管你老板是不是在会见客户,直接打断,进入到fiq模式下,并且跳到相应的fiq的异常向量表处去执行代码。那如果当ARM处理FIQ模式,fiq pin又来中断信号,又就是又一批公安来了,那没戏,都是执法人员,你打不断我。那如果这个时候irq pin来了呢?来了也不理呀,正在办案,还敢来妨碍公务。

    所以得出一个结论: IRQ模式只能被FIQ模式打断,FIQ模式下谁也打不断。

   在打不断的情况下,irq pin 或 fiq pin随便你怎么发中断信号,都是白发。

   所以除了fiq能打断irq以外,根本没有所谓中断嵌套的情况。


Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我们有时候一个中断需要处理很长时间,那我们就需要占用IRQ模式那么长的时间吗?没有,linux在IRQ模式下只是简单的记录是什么中断,马上就切换回了SVC模式,换句话说,Linux的中断处理都是在SVC模式下处理的。

只不过SVC模式下的ISR上半部关闭了当前中断线,下半部才重新打开。



Logo

更多推荐