中斷狀態(tài)機(jī)

對(duì)于 GIC-V2 而言，中斷的狀態(tài)機(jī)由 Distributor 維護(hù)，每個(gè)中斷都有一個(gè)狀態(tài)機(jī)。

Inactive ：中斷未激活（未發(fā)生）。

Pending：中斷到達(dá) GIC ，等待 CPU 的處理。

Active：中斷得到 CPU 的應(yīng)答，中斷被CPU處理。

Active and pending ：某個(gè)中斷正在被 CPU 處理，這時(shí)候該中斷又來(lái)了。

來(lái)看一個(gè)例子：

（a）N 和 M 用來(lái)標(biāo)識(shí)兩個(gè)外設(shè)中斷，N 的優(yōu)先級(jí)大于 M

（b）兩個(gè)中斷都是 SPI 類(lèi)型，level trigger，active-high

（c）兩個(gè)中斷被配置為去同一個(gè) CPU

（d）都被配置成 group 0，通過(guò) FIQ 觸發(fā)中斷

Linux 搶占機(jī)制

GIC中斷控制器支持中斷優(yōu)先級(jí)搶占，一個(gè)高優(yōu)先級(jí)中斷可以搶占一個(gè)低優(yōu)先級(jí)且處于active狀態(tài)的中斷，即GIC仲裁單元會(huì)記錄和比較當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的pending狀態(tài)，然后去搶占當(dāng)前中斷，并且發(fā)送這個(gè)最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求給CPU。

從GIC角度看，GIC會(huì)發(fā)送高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求給CPU。但是CPU不一定響應(yīng)?。?！因?yàn)樵谥袛嗵幚磉^(guò)程中，CPU處于關(guān)中斷狀態(tài)（關(guān)閉本CPU），需要等低優(yōu)先級(jí)中斷處理完畢，直到發(fā)送EOI 給GIC，然后CPU才會(huì)響應(yīng)pending狀態(tài)中優(yōu)先級(jí)最高的中斷進(jìn)行處理。所以 Linux 下：

1、高優(yōu)先級(jí)中斷無(wú)法搶占正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷。

2、同處于 pending 狀態(tài)的中斷，優(yōu)先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)中斷進(jìn)行處理。

3、同優(yōu)先級(jí)同是 pending 狀態(tài)的中斷，選擇硬件中斷號(hào) ID 最小的一個(gè)發(fā)給CPU。

這樣是可以理解的，如果萬(wàn)一中斷大量爆發(fā)，中斷如果允許嵌套的話(huà)，棧會(huì)越來(lái)越大，會(huì)爆掉，所以為了防止這種情況發(fā)生，Linux中中斷不允許嵌套，單CPU中，在一個(gè)中斷處理完之前，不會(huì)相應(yīng)另外一個(gè)中斷，哪怕優(yōu)先級(jí)比它高。

FreeRTOS 中是允許高優(yōu)先級(jí)中斷搶占正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷，不同系統(tǒng)設(shè)定不一樣。

中斷與進(jìn)程

進(jìn)程調(diào)度是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)制， 根據(jù)需求的不同，在不同時(shí)刻會(huì)切換調(diào)度機(jī)制，CPU會(huì)根據(jù)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、時(shí)間片等信息，對(duì)不同進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。

中斷可以打斷進(jìn)程的運(yùn)行，任意一個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)都比所有的進(jìn)程高。

在中斷處理過(guò)程中，主要是 GIC 和 CPU 的交互，即便 GIC 支持高優(yōu)先級(jí)中斷搶占正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷，發(fā)信號(hào)給 CPU core，但是CPU core 可以不處理，因?yàn)?Linux 中當(dāng) CPU core 執(zhí)行中斷處理時(shí)，是關(guān)中斷和關(guān)搶占的狀態(tài)，不再相應(yīng)中斷信號(hào)。

也就意味著，在中斷優(yōu)先級(jí)這個(gè)概念中，只有當(dāng) GIC 同時(shí)存在多個(gè) pending的中斷，這時(shí)候會(huì)選擇優(yōu)先級(jí)最高的去執(zhí)行，高優(yōu)先級(jí)會(huì)搶占低優(yōu)先級(jí)中斷（哪怕低優(yōu)先級(jí)先來(lái)）。如果低優(yōu)先級(jí)中斷處于 active
狀態(tài)，是不可以被搶占的，這是前后關(guān)系。搶占只存在于同時(shí)是pending 狀態(tài)的時(shí)候。