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linux 4.14 kernel屏蔽arm arch timer的方法

在 ARMv7 架构的单核 CPU 系统中,完全禁用 coretime 时钟中断(通常是 ARM 私有定时器中断)需要谨慎操作,因为这会导致调度器无法工作,系统可能失去响应。以下是实现方法及注意事项:


方法 1:通过 GIC 屏蔽中断(推荐)

ARM 的时钟中断(通常是 PPI 中断号 30)通过 GIC(Generic Interrupt Controller)管理:


#include <linux/irq.h>// 获取时钟中断号(通常是30)
#define TIMER_IRQ 30// 屏蔽中断
void disable_timer_irq(void)
{struct irq_desc *desc = irq_to_desc(TIMER_IRQ);if (desc) {raw_spin_lock_irq(&desc->lock);irq_settings_set_disabled(desc);  // 标记为禁用desc->irq_data.chip->irq_mask(&desc->irq_data); // 硬件屏蔽raw_spin_unlock_irq(&desc->lock);}
}// 恢复中断
void enable_timer_irq(void)
{struct irq_desc *desc = irq_to_desc(TIMER_IRQ);if (desc) {raw_spin_lock_irq(&desc->lock);desc->irq_data.chip->irq_unmask(&desc->irq_data);irq_settings_clr_disabled(desc);raw_spin_unlock_irq(&desc->lock);}
}

方法 2:直接操作定时器寄存器

通过 ARM CP15 协处理器控制私有定时器:


// 禁用定时器中断
static void disable_arm_private_timer(void)
{u32 ctrl;// 读控制寄存器 (CP15 c14)asm volatile("mrc p15, 0, %0, c14, c3, 1" : "=r" (ctrl));ctrl &= ~(1 << 2);  // 清除中断使能位asm volatile("mcr p15, 0, %0, c14, c3, 1" : : "r" (ctrl));
}// 恢复定时器中断
static void enable_arm_private_timer(void)
{u32 ctrl;asm volatile("mrc p15, 0, %0, c14, c3, 1" : "=r" (ctrl));ctrl |= (1 << 2);  // 设置中断使能位asm volatile("mcr p15, 0, %0, c14, c3, 1" : : "r" (ctrl));
}

关键注意事项

  1. 系统稳定性风险

    • 禁用时钟中断后,调度器 (scheduler_tick()) 停止工作

    • 无抢占发生,当前任务将独占 CPU

    • 时间相关功能(jiffiesgettimeofday)停止更新

  2. 必要操作前准备

    
    local_irq_save(flags);    // 保存中断状态并禁用所有中断
    preempt_disable();        // 禁用内核抢占
    disable_timer_irq();      // 禁用时钟中断

  3. 恢复操作

    
    enable_timer_irq();       // 先恢复时钟中断
    preempt_enable();         // 启用抢占
    local_irq_restore(flags); // 恢复中断状态

  4. 最大禁用时间

    • 典型时钟中断周期 1-10ms

    • 禁用时间不应超过 100ms,否则可能触发看门狗或导致系统不稳定

  5. 替代方案建议

    
    // 临时禁用抢占(更安全)
    preempt_disable();
    // 执行关键操作
    preempt_enable();


典型使用场景

  1. 极短时延关键操作

    
    unsigned long flags;
    local_irq_save(flags);
    disable_timer_irq();// 执行时间敏感操作(< 100us)
    asm volatile("nop; nop; ...");enable_timer_irq();
    local_irq_restore(flags);

  2. 低功耗状态进入前

    
    disable_timer_irq();
    wfi();  // 进入WFI状态
    enable_timer_irq(); // 被其他中断唤醒后执行


调试与验证

  1. 检查中断状态:

    
    cat /proc/interrupts | grep arch_timer
    • 禁用后计数器应停止增长

  2. 监控系统状态:

    
    perf stat -e irq_vectors:local_timer_entry

  3. 内核日志确认:

    dmesg

    
    [  123.456] Disabled arch_timer interrupt


重要警告

  1. 避免在用户空间进程中使用 - 仅限内核模块或核心代码

  2. 禁用期间不可调用任何调度相关函数(如 schedule()msleep()

  3. 禁止在中断上下文中使用此操作

  4. 多核系统中需配合 get_cpu()/put_cpu() 处理 CPU 亲和性

如非必要,建议使用 preempt_disable() 或 local_irq_disable() 替代完全禁用时钟中断,以保持系统基本功能运作。

http://www.dtcms.com/a/272271.html

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