Arm Linux Kernel Hacks : [리눅스커널][인터럽트후반부] IRQ 스레드 핸들 irq

IRQ 스레드 핸들 irq_thread() 함수 분석

이번에는 IRQ 스레드 핸들 함수가 어떤 과정으로 실행하는지 점검해 보겠습니다.

커널 쓰레드가 생성되면 무한 루프를 돌면서 쓰레드 상태에서 따라 정해진 동작을 수행하는 스레드 핸들 함수가 실행합니다. IRQ 스레드는 irq_thread() 함수가 이 역할을 수행합니다.

먼저 IRQ 스레드를 깨우면 실행하는 irq_thread() 함수를 소개합니다.

1 static int irq_thread(void *data)

2 {

3 struct callback_head on_exit_work;

4 struct irqaction *action = data;

5 struct irq_desc *desc = irq_to_desc(action->irq);

6 irqreturn_t (*handler_fn)(struct irq_desc *desc,

7 struct irqaction *action);

9 if (force_irqthreads && test_bit(IRQTF_FORCED_THREAD,

10 &action->thread_flags))

11 handler_fn = irq_forced_thread_fn;

12 else

13 handler_fn = irq_thread_fn;

15 init_task_work(&on_exit_work, irq_thread_dtor);

16 task_work_add(current, &on_exit_work, false);

18 irq_thread_check_affinity(desc, action);

20 while (!irq_wait_for_interrupt(action)) {

21 irqreturn_t action_ret;

23 irq_thread_check_affinity(desc, action);

25 action_ret = handler_fn(desc, action); //<<--[3]

26 if (action_ret == IRQ_HANDLED)

27 atomic_inc(&desc->threads_handled);

28 if (action_ret == IRQ_WAKE_THREAD)

29 irq_wake_secondary(desc, action);

30 wake_threads_waitq(desc);

31 }

4 번째 줄 코드를 먼저 보겠습니다.

1 static int irq_thread(void *data)

2 {

3 struct callback_head on_exit_work;

4 struct irqaction *action = data;

스레드 핸들인 매개 인자인 data을 struct irqaction 타입의 포인터형 action 지역 변수로 캐스팅합니다. struct irqaction 구조체인 action 변수의 thread_fn 필드는 IRQ 스레드 핸들러 함수 주소를 저장합니다.

이해를 돕기 위해 Trace32 프로그램으로 본 인터럽트 디스크립터를 소개합니다.

(struct irq_desc *) (struct irq_desc*)0xB008B300

...

(struct irqaction *) action = 0xBB4E6E40

(irq_handler_t) handler = 0x8061EC00 = bcm2835_mmc_irq, // 인터럽트 핸들러

(void *) dev_id = 0xBB47B010 // 인터럽트 핸들러 핸들

(void *) percpu_dev_id = 0x0 = ,

(struct irqaction *) next = 0x0 = ,

(irq_handler_t) thread_fn = 0x8061DCC4 = bcm2835_mmc_thread_irq, // IRQ Thread 핸들러

(struct task_struct *) thread = 0xBB516CC0 // “irq/92-mmc1” IRQ Thread의 태스크 디스크립터

struct irq_desc 구조체 action 필드는 0xBB4E6E40 주소를 가르킵니다. 여기서 irq_thread() 함수에서 전달하는 void 타입 data 포인터는 0xBB4E6E40주소를 저장합니다.

struct irqaction 구조체 필드인 handle와 thread_fn를 보면 request_threaded_irq() 함수에서 지정한 인터럽트 핸들러와 IRQ 스레드 핸들러 함수를 볼 수 있습니다. action->thread_fn 필드에 접근해서 IRQ 스레드 핸들러 함수를 호출하는 것입니다.

이제 코드 분석으로 돌아가서 13번째 줄 코드를 보겠습니다.

13 handler_fn = irq_thread_fn;

irq_thread_fn 란 함수 주소를 함수 포인터인 handler_fn 변수에 저장합니다. 여기서 irq_thread_fn 은 IRQ 스레드 핸들러 함수를 호출하는 커널 함수입니다.

다음 25 번째 줄 코드를 보겠습니다.

25 action_ret = handler_fn(desc, action);

함수 포인터인 handler_fn를 호출합니다. handler_fn란 함수 포인터에 irq_thread_fn을 등록했으니 irq_thread_fn() 함수를 호출합니다.

함수 포인터로 호출되는 irq_thread_fn() 함수를 확인할 차례입니다.

1 static irqreturn_t irq_thread_fn(struct irq_desc *desc,

2 struct irqaction *action)

3 {

4 irqreturn_t ret;

6 ret = action->thread_fn(action->irq, action->dev_id);

7 irq_finalize_oneshot(desc, action);

8 return ret;

9 }

위 6번째 줄 코드를 보면 struct irqaction 구조체 thread_fn 필드로 IRQ 스레드 핸들 함수를 호출합니다. thread_fn 필드는 함수 포인터와 비슷한 동작을 수행합니다. 92번 인터럽트인 경우 6 번째 줄 코드에서 bcm2835_mmc_thread_irq() 함수를 호출하는 것입니다.

여기까지 배운 내용을 다이어그램으로 정리하겠습니다. 눈끔 화살표는 코드 흐름을 표현하니 눈여겨봅시다.

[그림 6.5] "irq/92-mmc1" IRQ Thread 실행 흐름도

위 그림에서 실행 순서별 동작을 살펴보겠습니다.

[1]: arch_cpu_idle 함수 실행 중 92번 인터럽트가 발생해서 인터럽트 벡터인 __irq_svc가 실행합니다.

[2]: __handle_irq_event_percpu() 함수까지 실행한 후 92번 인터럽트 핸들러인 bcm2835_mbox_irq() 함수를 호출합니다.

이번에는 가운데 Interrupt Handler 박스를 볼 차례입니다.

[3]: bcm2835_mbox_irq() 인터럽트 핸들러에서 IRQ_WAKE_THREAD를 반환합니다.

[4]: irq_wake_thread() 함수를 호출해서 "irq/92-mmc1" IRQ 스레드를 깨웁니다. irq_wake_thread() 함수를 호출했으니 커널은 "irq/92-mmc1" IRQ 스레드를 실행하도록 스케줄링을 합니다.

[5]: 인터럽트에 대한 처리를 마쳤으니 다시 __irq_svc 인터럽트 벡터로 되돌아갑니다.

인터럽트 발생으로 실행을 중단한 프로세서는 arch_cpu_idle 함수에서 일을 시작합니다.

마지막으로 IRQ 스레드 박스를 볼 차례입니다.

[6]: IRQ 스레드를 핸들인 irq_thread() 함수가 실행합니다. irq_wake_thread() 함수를 호출했기 때문입니다.