核心IRQ中斷向量

首先看一下vector_irq的定義，此每處理器陣列變數，儲存每個處理器上中斷向量所對應的中斷號，其以中斷向量值為索引。系統中定義了256個中斷向量。相關**如下：

typedef int vector_irq_t[nr_vectors];
define_per_cpu(vector_irq_t, vector_irq) = ;
#define nr_vectors  256

另乙個是used_vector的定義，其為乙個位圖變數，用來標記系統中已經使用的中斷向量。

declare_bitmap(used_vectors, nr_vectors);

中斷初始化入口函式init_irq。為支援傳統的pic型別的終端控制器，如8259，核心預留了irq0_vector 到 irq15_vector 共16個中斷向量，分別對應irq號0到15。在初始化時，也不是全部預留這16個中斷向量，而是根據檢測到的傳統pic中斷控制器所支援中斷數量在預留，有可能小於16個。x86_init.irqs.intr_init()指標對應的為native_init_irq函式，接下來介紹。

void __init init_irq(void)

函式apic_intr_init負責分配系統自身所需的中斷向量。x86架構的idt中斷描述表可用的外部中斷向量由0x20（first_external_vector）開始，其中0x80（ia32_syscall_vector）為系統呼叫所用的中斷向量；0x30-0x3f共16個中斷向量保留給isa使用。interrupt函式參見檔案arch/x86/kernel/entry_64.s中的定義，表示中斷處理程式的入口位址，for_each_clear_bit_from迴圈將所有未使用的中斷向量的處理程式入口設定為interrupt的相應偏移。最後對於傳統的中斷控制器，irq2用作兩片控制器的級聯。

void __init native_init_irq(void)
if (!acpi_ioapic && !of_ioapic)
setup_irq(2, &irq2);
}

函式apic_intr_init。首先分配smp相關的中斷向量，參見函式smp_intr_init，隨後是分配其他的向量。這些中斷向量值由大到小分配，首先是：spurious_apic_vector（0xff），目前最小的是：local_timer_vector（0xef）。核心中定義了變數first_system_vector表示當前系統中斷向量的最小值。

static void __init apic_intr_init(void)
static void __init smp_intr_init(void)

alloc_intr_gate巨集由alloc_system_vector和set_intr_gate兩個函式組成。前者為註冊的系統中斷向量設定used_vectors中的使用標誌，並且更新系統最小向量值：first_system_vector。後者set_intr_gate函式設定處理器的idt表。

static inline void alloc_system_vector(int vector)
else 
}#define alloc_intr_gate(n, addr)                \
do  while (0)

由如下函式irq_alloc_hwirqs可見，首先呼叫函式__irq_alloc_descs分配中斷號，核心中已經使用的中斷號標記在全域性位圖變數allocated_irqs中，函式的第乙個引數表示期望的中斷號，-1表示由系統來選擇中斷號。系統將在allocated_irqs點陣圖中選擇乙個不為零的位返回，作為新的中斷號。

函式arch_setup_hwirq負責為中斷號查詢合適的中斷向量。注意在執行過程**現錯誤的話，函式將執行回退處理，包括由函式irq_free_descs復位之前分配中斷號時設定的allocated_irqs中的位。arch_teardown_hwirq函式是對應arch_setup_hwirq函式的清理函式。

unsigned int irq_alloc_hwirqs(int cnt, int node)
return irq;
err:
for (i--; i >= irq; i--) 
irq_free_descs(irq, cnt);
return 0;
}

arch_setup_hwirq函式的主體是由__assign_irq_vector函式完成，其定義如下。由於終端級別是由中斷向量後4位決定的，而本地的apic不能夠很好的處理多個同級別的中斷，所以核心以2的4次方，即16為區間，進行中斷向量的分配。

使用靜態變數current_vector和current_offset分別記錄當前的區間起始值和區間內偏移。第一次分配中斷向量時，current_vector為33，偏移值為1，所以第乙個可供分配的中斷向量為34。

static int __assign_irq_vector(int irq, struct irq_cfg *cfg, const struct cpumask *mask)

內部的迴圈由標籤和goto語句組成。每次遍歷16長度的區間中的第乙個偏移向量值，一直遍歷完所有的區間。之後，當vector向量值大於最大可用向量值first_system_vector時，重新由第乙個區間的第二個偏移值開始遍歷。

如果遍歷的向量值沒有被使用，即used_vectors點陣圖沒有置位。並且，tmp_mask中的所有有效處理器上vector_irq對映還沒有被占用，表明此中斷向量可用。

1324         vector = current_vector;
1325         offset = current_offset;
1326 next:
1329         vector += 16;
1330         if (vector >= first_system_vector) 
1334
1335         if (unlikely(current_vector == vector)) 
1352
1353         if (test_bit(vector, used_vectors))
1355             goto next;
1357
1358         for_each_cpu_and(new_cpu, tmp_mask, cpu_online_mask)

成功找到可用的中斷向量之後，更新靜態的current_vector和current_offset的值，並更新tmp_mask中所有處理器的vector_irq中斷向量和中斷號對映值，寫入分配的irq中斷號，表明此中斷向量已被占用。使用cfg中的domain成員記錄有效的處理器列表。

除去第一次申請中斷向量外，系統也可能動態的調整中斷向量，及為其服務的處理器列表，old_domain用來儲存調整前的處理器列表，move_in_progress表示是否正處於調整期間，調整結束之後old_domain為空，move_in_progress也值為0。

1362         /* found one! */
1363         current_vector = vector;
1364         current_offset = offset;
1365         if (cfg->vector) 
1380         for_each_cpu_and(new_cpu, tmp_mask, cpu_online_mask)
1381             per_cpu(vector_irq, new_cpu)[vector] = irq;
1382         cfg->vector = vector;
1383         cpumask_copy(cfg->domain, tmp_mask);
1387
1388         err = 0;
1389         break;

另外，在中斷調整時，如果服務的處理器列表調整前後一致，直接跳出迴圈（cpumask_equal(tmp_mask, cfg->domain)）。如果新的處理器列表是調整預處理器列表的子集，移除多餘的處理器，並更新domain為調整之後的處理器列表。

1294         apic->vector_allocation_domain(cpu, tmp_mask, mask);
1295
1296         if (cpumask_subset(tmp_mask, cfg->domain))

以上的介紹打亂了**的順序，以行號為準。

核心版本：3.10.0

核心IRQ中斷向量

向量irq與非向量irq

ARM 之FIQ 快速中斷 IRQ（中斷）

IRQ中斷過程

核心IRQ中斷向量

向量irq與非向量irq

ARM 之FIQ 快速中斷 IRQ（中斷）

IRQ中斷過程

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