c - ARM A7 Linux 原始中断处理可能吗？

Question

我想编写一个开源核心驱动程序，用于在 Linux 中控制步进电机。在这种情况下，特别是对于 3D 打印机。

基本思想是驱动程序在一个 IO 端口上保留引脚，然后立即操作这些引脚。它接收一个充满“切换这个、切换那个”值的缓冲区，然后使用硬件定时器将这些值发送到端口。

现在的问题是:有没有办法尽快处理特定的硬件中断？

有问题的芯片是全志H3，我正在使用该芯片的TMR1资源(IRQ 51)。我可以很好地使用它，并且它也可以用作中断:

static irqreturn_t stepCore_timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
        writel(TMR1_IRQ_PEND, TMR_IRQ_ST_VREG);
        icnt++;

        porta_state = readl(PA_VDAT);
        porta_state &= porta_mask;

        if(icnt & 0x00000001)
        {
            porta_state |= 0x00000001;
        }

        writel(porta_state, PA_VDAT);

        return IRQ_HANDLED;
}

static struct irqaction stepCore_timer_irq = {
        .name = "stepCore_timer",
        .flags = IRQF_DISABLED | IRQF_NOBALANCING , IRQF_PERCPU,
        .handler = stepCore_timer_interrupt,
        .dev_id = NULL,
};

static void stepCore_timer_interrupt_setup(void)
{
    int ret;
    u32 val;

    writel( 24000000, TMR1_INTV_VALUE_VREG );
    writel( ( TMR1_MODE_CONTINUOUS | TMR1_CLK_PRES_1 | TMR1_CLK_SRC_OSC24M ), TMR1_CTRL_VREG );

    ret = setup_irq(SUNXI_IRQ_TIMER1, &stepCore_timer_irq);
    if (ret)
            printk("%s: ERROR: failed to install irq %d\n", __func__, SUNXI_IRQ_TIMER1);
    else
            printk("%s: irq %d installed\n", __func__, SUNXI_IRQ_TIMER1);

    ret = irq_set_affinity_hint(SUNXI_IRQ_TIMER1, cpumask_of(3));
    if (ret)
            printk("%s: ERROR: failed to set irq affinity for irq %d\n", __func__, SUNXI_IRQ_TIMER1);
    else
            printk("%s: set irq affinity for irq %d\n", __func__, SUNXI_IRQ_TIMER1);
    /* Enable timer0 interrupt */
    val = readl(TMR_IRQ_EN_VREG);
    writel(val | TMR1_IRQ_EN, TMR_IRQ_EN_VREG);

}

TMR1 在其他方面未使用(事实上，我必须自己添加它)，并且到目前为止可以正常工作。然而，在处理相当简单的 IRQ 例程时存在相当多的延迟。由于我想生成一些可用于 3D 打印机的代码，因此我非常喜欢更“稳定”的计时器中断。

所以，我的问题是:有没有办法在 Linux 中拥有一个非常短的 IRQ 例程，并且具有最高的优先级？或者甚至根本不关心 Linux 调度程序，而只是“它是重要的东西”？基本上是一个原始的 IRQ 处理程序，忽略 Linux 认为它应该是什么？

无论如何，它运行的核心专门用于该任务。处理程序将尽可能短:从数组中获取 u32，将其写入端口，完成。

我希望有一些东西可以忽略 Linux 的其余部分。是的，我知道这不是办法。但这是针对相当特殊的情况，因此我毫不犹豫地调整常规内核源代码来满足这些需求。

哦，这提醒我了，内核是 3.4.112，带有合适的 preempt-rt 补丁。

非常感谢任何帮助。

问候，

克里斯

Answer 1

这是此问题的通用解决方案。您可以编写一个内核模块，该模块将覆盖现有的中断处理例程并将其替换为您自己的例程，您可以在其中处理您感兴趣的 irq 并将所有 irq 重定向到现有的内核中断处理例程。对于 x86 架构，您可以获得低级 CPU 指令来获取中断描述例程 (lidt) 的现有地址。我相信ARM也应该可以。现在，Linux 具有 CPU 隔离技术 isolcpus 通过利用此技术，您可以将 CPU 移出调度程序域，即不会在该特定 CPU 上调度任何任务，直到您指定要在该 CPU 上运行的任务特定的CPU(使用任务集)。将 CPU 从调度程序域中取出后，您可以借助将中断仿射到该独立 CPU 的技术，可以通过/proc/irq/IRQ_NUMBER/smp_affinity 来完成。现在，所有中断都将由这个隔离的 CPU 处理，并且 100% 专用于该中断。通过您自己的 IRQ 例程，您可以完全控制中断处理。

希望这会有所帮助!