华为鲲鹏920s处理器在统信体系下接收外部GPIO中断问题

1、问题描述

目前任务中使用华为鲲鹏920s处理器，操作系统为统信V20，测试场景为连续接收外部GPIO中断，四种中断类型，周期分别为1s，50ms，10ms和500us。在连续拷机24小时后发现接收不到GPIO中断，系统下看到中断计数如下，不再增加：

此时输入dmesg，发现出错情况如下：

2、问题分析

将dmesg完整日志提交给Gemini，结论如下：

根据您提供的日志和背景信息，Linux 系统运行一段时间后收不到中断，其核心原因并非中断周期太短，而是触发了内核的不良中断处理机制（Spurious IRQ handling），导致系统主动禁用了该中断。

以下是详细的原因分析：

1. 根本原因：中断被环境强制禁用 (Disabling IRQ #444)

日志显示：Disabling IRQ #444。这意味着内核在第 444 号中断上检测到了异常行为。

• 内核检测逻辑：Linux 内核会监控每个中断。要是在短时间内（通常是 100,000 次中断内）有超过 99% 的中断被认为是“未处理”的（即中断发生了，但没有任何注册的处理函数宣称处理了它），内核会认为该中断线发生了“中断风暴”或硬件故障 。

• 保护机制：为了防止未处理的中断持续抢占 CPU 资源导致系统卡死（即 dump_stack 中显示的从 do_idle 到 gic_handle_irq 的路径），内核会通过 note_interrupt 函数强制关闭该中断线 。

2. 为何中断计数不再增加？

一旦内核打印出 Disabling IRQ #444，它就会在硬件或中断控制器（GIC）级别屏蔽该中断 。此后，硬件产生的电信号无法再触发内核的中断服务例程（ISR），因此中断计数停止增长，系统表现为“收不到中断”。

3. 是否与 500us 的中断周期有关？

中断周期短（高频率）本身不是原因，但它加速了问题的触发。

• 处理不当：如果您的驱动程序 gpio_irq_handler（来自 gpio_shared_irq 模块）在被调用时，没有正确识别硬件状态并返回 IRQ_HANDLED，而是返回了 IRQ_NONE，那么每一次 500us 的脉冲都会被记为一次“不良中断” 。

• 触发速度：在 500us 的周期下，每秒产生 2000 次中断。如果处理函数一直返回 IRQ_NONE，只需约 50 秒左右就会达到内核的错误阈值，从而导致中断被禁用。

4. 故障排查建议

要解除此问题，请重点检查驱动程序源代码：

1. 返回值检查：确保 gpio_irq_handler 只有在确定处理了该中断时才返回 IRQ_HANDLED。如果因为某种原因（如寄存器状态未清除）导致处理函数返回了 IRQ_NONE，内核就会认为这个中断是误触发。

2. 寄存器清除：确认在中断处理函数中是否正确清除了 GPIO 控制器的中断挂起位（Pending bit）。如果没有清除，电平触发的中断会立即再次触发，而此时处理函数可能认为没有新数据，从而返回 IRQ_NONE。

3. 共享中断冲突：日志中提到了 gpio_shared_irq。如果是共享中断，请确认该线上是否有其他设备也在产生中断，而您的驱动程序错误地忽略了它们。

4. 临时恢复：作为测试，您可以通过向 /proc/irq/444/enable 重新写入来尝试开启中断，但如果根本逻辑不改，它很快会再次被禁用。

总结： 您的系统由于 gpio_irq_handler 频繁返回“未处理”状态，触发了内核的自我保护机制，导致 IRQ #444 被强制关闭。您需要修正驱动程序对中断状态的判断逻辑 。

gpio中断驱动代码如下，如果Gemini解释是正确的，那就是出现异常中断或者驱动中的中断函数没有及时返回IRQ_HANDLED，运行时间长了就会出现累积。

#include 
#include         // 包含Linux内核模块的头文件
#include      // 包含中断处理相关的函数和宏定义
#include             // 包含I/O内存映射函数
#include          // 包含延时函数
#include           // 包含ACPI（高级配置和电源接口）相关函数
// GPIO基地址宏定义
#define GPIO_A_BASE 0x9C100000
#define GPIO_B_BASE 0x94100000
#define GPIO_SIZE 0x1000         // GPIO内存映射区域的大小
#define GPIO_STATUS_OFFSET 0x0    // GPIO状态寄存器的偏移量
#define GPIO_IO_CONTROL_OFFSET 0x4 // GPIO I/O控制寄存器的偏移量
#define MASK1 0x3E00
#define MASK2 0x6000
// GPIO信息结构体定义
struct gpio_info {void __iomem *base;          // GPIO基地址int irq;                     // GPIO中断号int status_bit;              // GPIO状态位int virq;                    // 虚拟中断号
//#define GPIO_REG_READ(reg_base, offset)          (*(volatile u32 *)((reg_base) + (offset)))
//#define GPIO_REG_WRITE(reg_base, offset, value)  (*(volatile u32 *)((reg_base) + (offset)) = (value))
};
// GPIO数组，初始化GPIO信息
static struct gpio_info gpios[] = {{ .base = (void __iomem *)GPIO_B_BASE, .irq = 126, .status_bit = 13 },{ .base = (void __iomem *)GPIO_B_BASE, .irq = 127, .status_bit = 14 },{ .base = (void __iomem *)GPIO_A_BASE, .irq = 74, .status_bit = 9 },{ .base = (void __iomem *)GPIO_A_BASE, .irq = 75, .status_bit = 10 },{ .base = (void __iomem *)GPIO_A_BASE, .irq = 76, .status_bit = 11 },{ .base = (void __iomem *)GPIO_A_BASE, .irq = 77, .status_bit = 12 },{ .base = (void __iomem *)GPIO_A_BASE, .irq = 78, .status_bit = 13 },
};
// GPIO中断处理函数
static irqreturn_t gpio_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{struct gpio_info *gpio = dev_id;u32 status;// 检查中断号是否有效if (irq > ARRAY_SIZE(gpios) || irq < 0 ){return IRQ_NONE;}// 读取GPIO状态寄存器status = readl(gpio->base + GPIO_STATUS_OFFSET);// 检查状态位是否被设置if (status & (1 << gpio->status_bit)){printk(KERN_INFO "GPIO interrupt %d\n", gpio->irq); // 打印中断信息writel(~(1 << gpio->status_bit), gpio->base + GPIO_STATUS_OFFSET); // 清除信号位udelay(1); // 延时1微秒writel((1 << gpio->status_bit), gpio->base + GPIO_STATUS_OFFSET); // 重置信号位}return IRQ_HANDLED; // 返回中断已处理
}
// GPIO初始化函数
static int __init gpio_init(void)
{void __iomem *base;pr_info("[Info] gpio_init.\n");// 映射GPIO内存区域base = ioremap(GPIO_B_BASE, GPIO_SIZE);if (!base) {printk(KERN_ERR "Failed to remap GPIO baseB\n"); // 映射失败return -ENOMEM;}gpios[0].base = base;gpios[1].base = base;base = ioremap(GPIO_A_BASE, GPIO_SIZE);if (!base) {printk(KERN_ERR "Failed to remap GPIO baseA\n"); // 映射失败iounmap(gpios[2].base);return -ENOMEM;}gpios[2].base = base;gpios[3].base = base;gpios[4].base = base;gpios[5].base = base;gpios[6].base = base;return 0;
}
int __init gpio_irq_init(void)
{//u32 reg_val;unsigned i;volatile u32* reg1, *reg2, *reg3, *reg4;// 映射GPIO内存区域pr_info("[Info] hisi_irq_init.\n");if (gpio_init() != 0) {return -1;}pr_info("[Info] gpio extint test init.\n");// 读取地址为 GPIO_A_BASE 的寄存器值并设置位reg1 = (void*)(gpios[2].base + GPIO_IO_CONTROL_OFFSET);reg2 = (void*)(gpios[2].base + GPIO_STATUS_OFFSET);*reg1 |= MASK1;*reg2 |= MASK1;// 读取地址为 GPIO_B_BASE 的寄存器值并设置位reg3 = (void*)(gpios[0].base + GPIO_IO_CONTROL_OFFSET);reg4 = (void*)(gpios[0].base + GPIO_STATUS_OFFSET);*reg3 |= MASK2;*reg4 |= MASK2;// 遍历GPIO数组，初始化每个GPIOfor (i = 0; i < ARRAY_SIZE(gpios); i++) {int irq;// 注册GPIO中断irq = acpi_register_gsi(NULL, gpios[i].irq, ACPI_EDGE_SENSITIVE, ACPI_ACTIVE_LOW);//irq = acpi_register_gsi(NULL, gpios[i].irq, ACPI_LEVEL_SENSITIVE, ACPI_ACTIVE_LOW);if (irq < 0) {printk(KERN_ERR "Failed to register GSI\n"); // 注册失败//continue;return irq;//continue?}gpios[i].virq = irq;// 请求GPIO中断if (request_irq(irq, gpio_irq_handler, IRQF_TRIGGER_RISING, "gpio_extint", &gpios[i])) {printk(KERN_ERR "Failed to request IRQ %i\n", gpios[i].irq); // 请求失败//continue;//continue;return -EIO;//continue?}pr_info("[Info] gpio irq %i init.\n", irq);}return 0; // 初始化成功
}
// GPIO退出函数
static void __exit gpio_exit(void)
{int i;// 遍历GPIO数组，释放资源for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(gpios); i++) {acpi_unregister_gsi(gpios[i].virq); // 注销中断free_irq(gpios[i].virq, &gpios[i]); // 释放中断}iounmap(gpios[0].base); // 取消内存映射iounmap(gpios[2].base); // 取消内存映射
}
module_init(gpio_irq_init); // 注册模块初始化函数
module_exit(gpio_exit); // 注册模块退出函数
MODULE_LICENSE("GPL v2"); // 指定许可证
MODULE_AUTHOR("Wuzhou Co.,Ltd."); // 指定作者
MODULE_DESCRIPTION("GPIO extint driver for Linux"); // 指定模块描述