深入解析 ARM64 SOC RK3568的 /proc/interrupts 输出

在 Linux 系统中，/proc/interrupts 文件提供了系统中断的详细信息，是性能分析和故障排除的重要工具。本文将重点解析 RK3568环境下该文件的输出格式及其背后的结构。

什么是 /proc/interrupts？

/proc/interrupts 文件记录了所有中断的信息，包括每个中断在各个 CPU 上的触发次数、对应的中断源以及中断控制器类型等。这些信息对于调试和优化系统性能至关重要。它定义在fs/proc/interrupts.c文件中，#cat /proc/interrupts会触发函数show_interrupts来完成打印输出。

# cat /proc/interruptsCPU0       CPU1       CPU2       CPU35:      78720      81935      81943      77682     GICv3  26 Level     arch_timer6:          0          0          0          0     GICv3 141 Level     rk_timer7:          0          0          0          0     GICv3 260 Level     arm-pmu8:          0          0          0          0     GICv3 261 Level     arm-pmu9:          0          0          0          0     GICv3 262 Level     arm-pmu10:          0          0          0          0     GICv3 263 Level     arm-pmu11:          0          0          0          0     GICv3 128 Level     ahci[fc800000.sata]12:          0          0          0          0     GICv3 162 Level     ehci_hcd:usb113:          0          0          0          0     GICv3 163 Level     ohci_hcd:usb314:          2          0          0          0     GICv3 165 Level     ehci_hcd:usb215:         33          0          0          0     GICv3 166 Level     ohci_hcd:usb416:        443          0          0          0     GICv3  78 Level     fdd40000.i2c17:          0          0          0          0     GICv3 183 Level     fde4b000.iommu, fde40000.npu18:        504          0          0          0     GICv3  71 Level     fde60000.gpu19:          0          0          0          0     GICv3  73 Level     fde60000.gpu20:        308          0          0          0     GICv3  72 Level     fde60000.gpu21:          0          0          0          0     GICv3 171 Level     fdea0400.vdpu22:          0          0          0          0     GICv3 170 Level     fdea0800.iommu23:          0          0          0          0     GICv3 122 Level     rga24:          0          0          0          0     GICv3  94 Level     fded0000.jpegd25:          0          0          0          0     GICv3  93 Level     fded0480.iommu26:          0          0          0          0     GICv3  96 Level     fdee0000.vepu27:          0          0          0          0     GICv3  95 Level     fdee0800.iommu28:          0          0          0          0     GICv3  88 Level     fdef0800.iommu, fdef0000.iep29:          0          0          0          0     GICv3 172 Level     fdf40000.rkvenc30:          0          0          0          0     GICv3 173 Level     fdf40f00.iommu31:          0          0          0          0     GICv3 174 Level     fdf40f00.iommu32:          0          0          0          0     GICv3 123 Level     fdf80200.rkvdec33:          0          0          0          0     GICv3 124 Level     fdf80800.iommu37:          0          0          0          0     GICv3  91 Level     fdff1a00.iommu38:          0          0          0          0     GICv3  64 Level     eth039:          0          0          0          0     GICv3  61 Level     eth040:       1939          0          0          0     GICv3 180 Level     fe043e00.iommu, fe040000.vop41:       3856          0          0          0     GICv3  77 Level     fe0a0000.hdmi, dw-hdmi-cec42:         62          0          0          0     GICv3 132 Level     dw-mci48:          0          0          0          0     GICv3  59 Level     eth149:          0          0          0          0     GICv3  56 Level     eth150:          0          0          0          0     GICv3 130 Level     dw-mci51:          0          0          0          0     GICv3 133 Level     rksfc52:      28170          0          0          0     GICv3  51 Level     mmc056:        208          0          0          0     GICv3  46 Level     fe530000.dmac57:          0          0          0          0     GICv3  45 Level     fe530000.dmac58:         25          0          0          0     GICv3  48 Level     fe550000.dmac59:          0          0          0          0     GICv3  47 Level     fe550000.dmac60:          0          0          0          0     GICv3  34 Level     can061:          0          0          0          0     GICv3  35 Level     can162:          2          0          0          0     GICv3  79 Level     fe5a0000.i2c63:          0          0          0          0     GICv3  82 Level     fe5d0000.i2c64:         44          0          0          0     GICv3  83 Level     fe5e0000.i2c66:        418          0          0          0     GICv3 135 Level     fe610000.spi71:          0         11          0          0     GICv3 115 Level     rk_pwm_irq74:          0          0          0          0     GICv3 147 Level     rockchip_thermal75:        868          0          0          0     GICv3 125 Level     fe720000.saradc76:          1          0          0          0     GICv3 167 Level     rockchip_usb2phy77:          1          0          0          0     GICv3 168 Level     rockchip_usb2phy84:         54          0          0          0     GICv3 150 Level     debug85:         53          0          0          0     GICv3 201 Level     dwc386:          0          0          0          0     GICv3 202 Level     xhci-hcd:usb587:          0          0          0          0     gpio0   3 Level     rk81788:          0          0          0          0     rk817   0 Edge      rk805_pwrkey_fall89:          0          0          0          0     rk817   1 Edge      rk805_pwrkey_rise
112:          0          0          0          0     gpio0  27 Edge      hym8563
113:          0          0          0          0     gpio2  31 Edge      bt_default_wake_host_irq
IPI0:      7129      21830      19937         18       Rescheduling interrupts
IPI1:        50         54         49          7       Function call interrupts
IPI2:         0          0          0          0       CPU stop interrupts
IPI3:         0          0          0          0       CPU stop (for crash dump) interrupts
IPI4:         0          0          0          0       Timer broadcast interrupts
IPI5:      1921       1726       1928          1       IRQ work interrupts
IPI6:         0          0          0          0       CPU wake-up interrupts
Err:          0

输出解析

基本结构

           CPU0       CPU1       CPU2       CPU35:      78720      81935      81943      77682     GICv3  26 Level     arch_timer6:          0          0          0          0     GICv3 141 Level     rk_timer7:          0          0          0          0     GICv3 260 Level     arm-pmu

列解析

• 1 中断 ID：
  • 每一行的第一列是Linux中断的编号，作为索引用于访问 irq_desc。在内核代码中经常以变量名virq出现。
• 2 CPU 列：
  • 每一列表示一个 CPU 的中断计数，对应于 irq_desc.kstat_irqs 成员，显示该中断在各个 CPU 上的触发次数。
• 3 中断控制器类型：
  • 输出中的 GICv3 表示使用的中断控制器为 GICv3（通用中断控制器版本 3），对应irq_desc->irq_data.chip->name。
• 4 中断源编号：
  • 每行中的数字（如 26, 165）是硬件中断请求编号（hwirq），对应desc->irq_data.hwirq
• 5 中断类型：
  • Level 表示中断的触发方式为电平触发，来自如下输出

irqd_is_level_type(&desc->irq_data) ? "Level" : "Edge"

• 6 中断名称：
  • 最后一列显示中断源的名称，例如 arch_timer 或 ehci_hcd:usb2，对应于 irq_desc.name 成员。

IPI（Inter-Processor Interrupts）

在输出中可能还会看到 IPI（Inter-Processor Interrupts）相关的行，这些中断用于 CPU 之间的通信，通常会单独列出。

IPI0:      7129      21830      19937         18       Rescheduling interrupts
IPI1:        50         54         49          7       Function call interrupts
IPI2:         0          0          0          0       CPU stop interrupts
IPI3:         0          0          0          0       CPU stop (for crash dump) interrupts
IPI4:         0          0          0          0       Timer broadcast interrupts
IPI5:      1921       1726       1928          1       IRQ work interrupts
IPI6:         0          0          0          0       CPU wake-up interrupts

按中断类型划分

在 ARM64 架构中，中断主要分为四类：

• SGI (Software Generated Interrupts):
  • SGI 是由软件产生的中断，通常用于进程间通信（IPC）或特定的系统调用。当某个进程需要通知另一个进程时，可以触发 SGI。GIC V3中SGI范围是0~15。在Linux中，定义IPI 是核心之间的中断IPI，使用SGI来实现，例如

IPI0:      7129      21830      19937         18       Rescheduling interrupts
IPI1:        50         54         49          7       Function call interrupts

• PPI (Private Peripheral Interrupts):
  • PPI 是特定于 CPU 的中断，通常用于处理某个特定硬件设备的请求。这些中断一般不会被其他 CPU 共享，通常用于较为私有的设备，如定时器或某些内部设备。虽然 PPI 在输出中没有特别标记，但可以通过硬件中断号来推测其类型。GIC V3中PPI范围是16~31。例如上面的arch_timer的硬件中断号是26，就是PPI。

           CPU0       CPU1       CPU2       CPU35:      78720      81935      81943      77682     GICv3  26 Level     arch_timer

• SPI (Shared Peripheral Interrupts):
  • SPI 是多个设备共享的中断，通常由外部设备通过中断控制器发送。共享中断允许多个设备使用同一个中断线，从而节省资源。SPI 的中断源通常在输出中直接显示设备名称，例如 USB 控制器或网络接口卡。GIC V3中SPI硬件中断号的范围是32~1019。例如上面的ehci_hcd:usb1的硬件中断号是162，就是SPI。

           CPU0       CPU1       CPU2       CPU3 
12:          0          0          0          0     GICv3 162 Level     ehci_hcd:usb1

• LPI(Locality-specific Peripheral Interrupts) 
  • LPI 是一种使用消息机制和边沿触发的中断。例如当 PCIe 设备需要中断 CPU 时，它会通过 MSI(Message Signaled Interrupts) 机制发送中断信号，通常是写入特定内存地址。ITS 将接收到的 MSI 中断请求解析，并将其转换为 LPI。转换后的 LPI 被发送到相应的 Redistributor，最终，处理器核心接收到 LPI。GIC V3中LPI硬件中断号的范围是大于等于8192。显然，上面RK3568的输出，没有LPI中断。

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